Последние исследования фотоэлектрических панелей

В настоящее время исследователи работают над тремя основными направлениями исследований фотовольтаики: кристаллический кремний, перовскиты и гибкие солнечные элементы. Эти три направления дополняют друг друга, и у них есть потенциал сделать фотовольтаическую технологию еще более эффективной.

Кристаллический кремний является наиболее часто используемым полупроводниковым материалом в солнечных панелях. Однако его эффективность намного ниже теоретического предела. Поэтому исследователи начали сосредотачиваться на разработке усовершенствованных кристаллических фотоэлектрических систем. Национальная лаборатория возобновляемой энергии в настоящее время сосредоточена на разработке многопереходных материалов III-V, которые, как ожидается, будут иметь уровень эффективности до 30%.

Перовскиты — это относительно новый тип солнечных элементов, которые недавно показали свою эффективность и действенность. Эти материалы также называют «фотосинтетическими комплексами». Они использовались для повышения эффективности солнечных элементов. Ожидается, что они станут коммерческими в течение следующих нескольких лет. По сравнению с кремнием перовскиты относительно недороги и имеют широкий спектр потенциальных применений.

Перовскиты можно комбинировать с кремниевыми материалами для создания эффективных и долговечных солнечных элементов. Солнечные элементы на основе кристаллов перовскита могут быть на 20 процентов эффективнее кремниевых. Перовскитные и Si-PV материалы также показали рекордные уровни эффективности до 28 процентов. Кроме того, исследователи разработали двустороннюю технологию, которая позволяет солнечным элементам собирать энергию с обеих сторон панели. Это особенно выгодно для коммерческих приложений, поскольку экономит деньги на установке.

Помимо перовскитов, исследователи также изучают материалы, которые могут выступать в качестве носителей заряда или поглотителей света. Эти материалы также могут помочь сделать солнечные элементы более экономичными. Они также могут помочь создать панели, которые менее подвержены повреждениям.

В настоящее время исследователи работают над созданием чрезвычайно эффективного солнечного элемента Tandem Perovskite. Ожидается, что этот элемент будет запущен в серийное производство в течение следующих нескольких лет. Исследователи сотрудничают с Министерством энергетики США и Национальным научным фондом.

Кроме того, исследователи также работают над новыми методами сбора солнечной энергии в темноте. Эти методы включают солнечную дистилляцию, которая использует тепло от панели для очистки воды. Эти методы тестируются в Стэнфордском университете.

Исследователи также изучают использование терморадиационных фотоэлектрических устройств. Эти устройства используют тепло от панели для генерации электроэнергии ночью. Эта технология может быть особенно полезна в холодном климате, где эффективность панелей ограничена. Температура ячеек может повышаться до более чем 25°C на темной крыше. Ячейки также могут охлаждаться водой, что делает их более эффективными.

Эти исследователи также недавно открыли применение гибких солнечных элементов. Эти панели выдерживают погружение в воду и чрезвычайно легкие. Они также способны выдерживать наезд автомобиля. Их исследования поддерживаются программой Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. Они также смогли разработать новый метод тестирования фотоэлектрических элементов.

Последние исследования фотоэлектрических панелей направлены на разработку более эффективных, менее дорогих и более долговечных технологий. Эти исследовательские работы проводятся широким кругом групп в Соединенных Штатах и ​​по всему миру. Наиболее перспективные технологии включают тонкопленочные солнечные элементы второго поколения и гибкие солнечные элементы.