Najnovší výskum fotovoltaických panelov

V súčasnosti výskumníci pracujú na troch hlavných oblastiach výskumu fotovoltaiky: kryštalický kremík, perovskity a flexibilné solárne články. Tieto tri oblasti sa navzájom dopĺňajú a majú potenciál ešte viac zefektívniť fotovoltaickú technológiu.

Kryštalický kremík je najčastejšie používaným polovodičovým materiálom v solárnych paneloch. Jeho účinnosť je však výrazne pod teoretickou hranicou. Preto sa výskumníci začali zameriavať na vývoj pokročilých kryštalických fotovoltaických systémov. Národné laboratórium pre obnoviteľnú energiu sa v súčasnosti zameriava na vývoj viacprechodových materiálov III-V, u ktorých sa očakáva účinnosť až 30 %.

Perovskity sú relatívne nový typ solárnych článkov, u ktorých sa nedávno ukázalo, že sú účinné a efektívne. Tieto materiály sa tiež označujú ako „fotosyntetické komplexy“. Používajú sa na zvýšenie účinnosti solárnych článkov. Očakáva sa, že sa v najbližších rokoch stanú komerčne dostupnými. V porovnaní s kremíkom sú perovskity relatívne lacné a majú širokú škálu potenciálnych aplikácií.

Perovskity sa dajú kombinovať s kremíkovými materiálmi a vytvoriť tak efektívny a odolný solárny článok. Perovskitové kryštálové solárne články môžu byť o 20 percent účinnejšie ako kremíkové. Perovskitové a Si-PV materiály tiež preukázali rekordnú úroveň účinnosti až do 28 percent. Okrem toho výskumníci vyvinuli bifaciálnu technológiu, ktorá umožňuje solárnym článkom získavať energiu z oboch strán panelu. To je obzvlášť výhodné pre komerčné aplikácie, pretože šetrí peniaze na inštalačných nákladoch.

Okrem perovskitov výskumníci skúmajú aj materiály, ktoré môžu pôsobiť ako nosiče náboja alebo absorbéry svetla. Tieto materiály môžu tiež pomôcť zvýšiť hospodárnosť solárnych článkov. Môžu tiež pomôcť vytvoriť panely, ktoré sú menej náchylné na poškodenie.

Výskumníci v súčasnosti pracujú na vytvorení mimoriadne účinného tandemového perovskitového solárneho článku. Očakáva sa, že tento článok bude komerčne dostupný v najbližších rokoch. Výskumníci spolupracujú s americkým ministerstvom energetiky a Národnou vedeckou nadáciou.

Okrem toho výskumníci pracujú aj na nových metódach získavania slnečnej energie v tme. Medzi tieto metódy patrí solárna destilácia, ktorá využíva teplo z panela na čistenie vody. Tieto techniky sa testujú na Stanfordskej univerzite.

Výskumníci tiež skúmajú využitie termoradiačných fotovoltaických zariadení. Tieto zariadenia využívajú teplo z panela na výrobu elektriny v noci. Táto technológia môže byť obzvlášť užitočná v chladnom podnebí, kde je účinnosť panelov obmedzená. Teplota článkov sa môže na tmavej streche zvýšiť na viac ako 25 stupňov Celzia. Články je tiež možné chladiť vodou, čo ich robí účinnejšími.

Títo výskumníci nedávno objavili aj použitie flexibilných solárnych článkov. Tieto panely dokážu odolať ponoreniu do vody a sú extrémne ľahké. Sú tiež schopné odolať prejazdu autom. Ich výskum je podporovaný programom Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. Podarilo sa im tiež vyvinúť novú metódu testovania fotovoltaických článkov.

Najnovší výskum fotovoltaických panelov sa zameriava na vývoj technológií, ktoré sú efektívnejšie, lacnejšie a odolnejšie. Tieto výskumné snahy vykonáva široká škála skupín v Spojených štátoch a na celom svete. Medzi najsľubnejšie technológie patria tenkovrstvové solárne články druhej generácie a flexibilné solárne články.