Najnovejše raziskave o fotovoltaičnih panelih

Trenutno raziskovalci delajo na treh glavnih področjih raziskav fotovoltaike: kristalnem siliciju, perovskitih in fleksibilnih sončnih celicah. Ta tri področja se medsebojno dopolnjujejo in imajo potencial, da fotovoltaično tehnologijo naredijo še učinkovitejšo.

Kristalni silicij je najpogosteje uporabljen polprevodniški material v sončnih panelih. Vendar je njegov izkoristek precej pod teoretično mejo. Zato so se raziskovalci začeli osredotočati na razvoj naprednih kristalnih fotonapetostnih sistemov. Nacionalni laboratorij za obnovljivo energijo se trenutno osredotoča na razvoj večspojnih materialov III-V, za katere se pričakuje, da bodo imeli izkoristek do 30 %.

Perovskiti so relativno nova vrsta sončnih celic, za katere se je nedavno izkazalo, da so učinkovite in zmogljive. Ti materiali se imenujejo tudi "fotosintetski kompleksi". Uporabljajo se za povečanje učinkovitosti sončnih celic. Pričakuje se, da bodo komercializirani v naslednjih nekaj letih. V primerjavi s silicijem so perovskiti relativno poceni in imajo širok spekter potencialnih uporab.

Perovskite je mogoče kombinirati s silicijevimi materiali za ustvarjanje učinkovite in trpežne sončne celice. Sončne celice iz perovskitnih kristalov so lahko za 20 odstotkov učinkovitejše od silicijevih. Tudi perovskitni in Si-PV materiali so pokazali rekordno stopnjo učinkovitosti do 28 odstotkov. Poleg tega so raziskovalci razvili dvostransko tehnologijo, ki sončnim celicam omogoča zbiranje energije z obeh strani plošče. To je še posebej koristno za komercialne aplikacije, saj prihrani denar pri stroških namestitve.

Poleg perovskitov raziskovalci raziskujejo tudi materiale, ki lahko delujejo kot nosilci naboja ali absorberji svetlobe. Ti materiali lahko pripomorejo tudi k večji ekonomičnosti sončnih celic. Pomagajo lahko tudi pri ustvarjanju panelov, ki so manj dovzetni za poškodbe.

Raziskovalci trenutno delajo na ustvarjanju izjemno učinkovite sončne celice Tandem Perovskite. Pričakuje se, da bo ta celica komercializirana v naslednjih nekaj letih. Raziskovalci sodelujejo z ameriškim ministrstvom za energijo in Nacionalno znanstveno fundacijo.

Poleg tega raziskovalci delajo tudi na novih metodah za pridobivanje sončne energije v temi. Te metode vključujejo sončno destilacijo, ki uporablja toploto iz panela za čiščenje vode. Te tehnike preizkušajo na Univerzi Stanford.

Raziskovalci preučujejo tudi uporabo termoradiacijskih fotonapetostnih naprav. Te naprave uporabljajo toploto iz panela za proizvodnjo električne energije ponoči. Ta tehnologija je lahko še posebej uporabna v hladnih podnebjih, kjer je učinkovitost panelov omejena. Temperatura celic se lahko na temni strehi poveča na več kot 25 stopinj Celzija. Celice se lahko hladijo tudi z vodo, zaradi česar so učinkovitejše.

Ti raziskovalci so nedavno odkrili tudi uporabo fleksibilnih sončnih celic. Te celice lahko prenesejo potopitev v vodo in so izjemno lahke. Prav tako lahko prenesejo, če jih povozi avto. Njihove raziskave podpira program Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. Razvili so tudi novo metodo testiranja sončnih celic.

Najnovejše raziskave fotovoltaičnih panelov so osredotočene na razvoj tehnologij, ki so učinkovitejše, cenejše in bolj trpežne. Ta raziskovalna prizadevanja izvajajo številne skupine v Združenih državah Amerike in po vsem svetu. Med najbolj obetavne tehnologije spadajo tankoplastne sončne celice druge generacije in fleksibilne sončne celice.