Cele mai recente cercetări privind panourile fotovoltaice

În prezent, cercetătorii lucrează la trei domenii principale de cercetare în domeniul fotovoltaic: siliciul cristalin, perovskitele și celulele solare flexibile. Cele trei domenii sunt complementare și au potențialul de a face tehnologia fotovoltaică și mai eficientă.

Siliciul cristalin este cel mai frecvent utilizat material semiconductor în panourile solare. Cu toate acestea, eficiența sa este mult sub limita teoretică. Prin urmare, cercetătorii au început să se concentreze pe dezvoltarea de panouri fotovoltaice cristaline avansate. Laboratorul Național pentru Energie Regenerabilă se concentrează în prezent pe dezvoltarea de materiale multijoncțiune III-V, despre care se așteaptă să aibă niveluri de eficiență de până la 30%.

Perovskiții sunt un tip relativ nou de celule solare despre care s-a demonstrat recent că sunt eficiente și eficiente. Aceste materiale sunt denumite și „complexe fotosintetice”. Au fost utilizate pentru a crește eficiența celulelor solare. Se așteaptă ca acestea să fie comercializate în următorii câțiva ani. Comparativ cu siliciul, perovskiții sunt relativ ieftini și au o gamă largă de aplicații potențiale.

Perovskiții pot fi combinați cu materiale din siliciu pentru a crea o celulă solară eficientă și durabilă. Celulele solare din cristal de perovskit pot fi cu 20% mai eficiente decât siliciul. Materialele perovskit și Si-PV au demonstrat, de asemenea, niveluri record de eficiență de până la 28%. În plus, cercetătorii au dezvoltat o tehnologie bifacială care permite celulelor solare să colecteze energie de pe ambele părți ale panoului. Acest lucru este deosebit de benefic pentru aplicațiile comerciale, deoarece economisește bani la costurile de instalare.

Pe lângă perovskiți, cercetătorii explorează și materiale care pot acționa ca purtători de sarcină sau absorbanți de lumină. Aceste materiale pot contribui, de asemenea, la creșterea rentabilității celulelor solare. De asemenea, pot ajuta la crearea de panouri mai puțin susceptibile la deteriorare.

Cercetătorii lucrează în prezent la crearea unei celule solare Tandem Perovskite extrem de eficiente. Se așteaptă ca această celulă să fie comercializată în următorii câțiva ani. Cercetătorii colaborează cu Departamentul Energiei din SUA și cu Fundația Națională pentru Știință.

În plus, cercetătorii lucrează și la noi metode de captare a energiei solare în întuneric. Aceste metode includ distilarea solară, care folosește căldura de la panou pentru a purifica apa. Aceste tehnici sunt testate la Universitatea Stanford.

Cercetătorii investighează, de asemenea, utilizarea dispozitivelor fotovoltaice termoradiative. Aceste dispozitive utilizează căldura de la panou pentru a genera electricitate noaptea. Această tehnologie poate fi utilă în special în climatele reci, unde eficiența panourilor este limitată. Temperatura celulelor poate crește la peste 25 de grade Celsius pe un acoperiș întunecat. Celulele pot fi, de asemenea, răcite cu apă, ceea ce le face mai eficiente.

Acești cercetători au descoperit recent și utilizarea celulelor solare flexibile. Aceste panouri pot rezista la imersiune în apă și sunt extrem de ușoare. De asemenea, sunt capabile să reziste la călcarea cu mașina. Cercetarea lor este susținută de programul Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. De asemenea, au reușit să dezvolte o nouă metodă de testare a celulelor fotovoltaice.

Cele mai recente cercetări privind panourile fotovoltaice se concentrează pe dezvoltarea de tehnologii mai eficiente, mai puțin costisitoare și mai durabile. Aceste eforturi de cercetare sunt desfășurate de o gamă largă de grupuri din Statele Unite și din întreaga lume. Cele mai promițătoare tehnologii includ celulele solare cu peliculă subțire de a doua generație și celulele solare flexibile.