Најновија истраживања о фотонапонским панелима

Тренутно, истраживачи раде на три главна подручја истраживања фотонапонских система: кристални силицијум, перовскити и флексибилне соларне ћелије. Ова три подручја се међусобно допуњују и имају потенцијал да фотонапонску технологију учине још ефикаснијом.

Кристални силицијум је најчешће коришћени полупроводнички материјал у соларним панелима. Међутим, његова ефикасност је знатно испод теоријске границе. Стога су истраживачи почели да се фокусирају на развој напредних кристалних фотонапонских система. Национална лабораторија за обновљиву енергију тренутно се фокусира на развој III-V вишеспојних материјала за које се очекује да ће имати ниво ефикасности до 30%.

Перовскити су релативно нова врста соларних ћелија за које се недавно показало да су ефикасне и делотворне. Ови материјали се називају и „фотосинтетски комплекси“. Коришћени су за повећање ефикасности соларних ћелија. Очекује се да ће бити комерцијализовани у наредних неколико година. У поређењу са силицијумом, перовскити су релативно јефтини и имају широк спектар потенцијалних примена.

Перовскити се могу комбиновати са силицијумским материјалима како би се створила ефикасна и издржљива соларна ћелија. Перовскитне кристалне соларне ћелије могу бити 20 процената ефикасније од силицијумских. Перовскитни и Si-PV материјали су такође показали рекордне нивое ефикасности до 28 процената. Поред тога, истраживачи су развили двострану технологију која омогућава соларним ћелијама да прикупљају енергију са обе стране панела. Ово је посебно корисно за комерцијалне примене, јер штеди новац на трошковима инсталације.

Поред перовскита, истраживачи такође истражују материјале који могу деловати као носиоци наелектрисања или апсорбери светлости. Ови материјали такође могу помоћи да соларне ћелије буду економичније. Такође могу помоћи у стварању панела који су мање подложни оштећењима.

Истраживачи тренутно раде на стварању изузетно ефикасне тандем перовскит соларне ћелије. Очекује се да ће ова ћелија бити комерцијализована у наредних неколико година. Истраживачи сарађују са Министарством енергетике САД и Националном фондацијом за науку.

Поред тога, истраживачи раде и на новим методама за искоришћавање соларне енергије у мраку. Ове методе укључују соларну дестилацију, која користи топлоту са панела за пречишћавање воде. Ове технике се тестирају на Универзитету Станфорд.

Истраживачи такође истражују употребу терморадијативних фотонапонских уређаја. Ови уређаји користе топлоту са панела за производњу електричне енергије ноћу. Ова технологија може бити посебно корисна у хладним климатским условима где је ефикасност панела ограничена. Температура ћелија може порасти на више од 25°C на тамном крову. Ћелије се такође могу хладити водом, што их чини ефикаснијим.

Ови истраживачи су такође недавно открили употребу флексибилних соларних ћелија. Ови панели могу да издрже потапање у воду и изузетно су лагани. Такође су у стању да издрже прегажење аутомобилом. Њихово истраживање је подржано од стране програма Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. Такође су успели да развију нови метод тестирања фотонапонских ћелија.

Најновија истраживања фотонапонских панела усмерена су на развој технологија које су ефикасније, јефтиније и трајније. Ове истраживачке напоре спроводи широк спектар група у Сједињеним Државама и широм света. Најперспективније технологије укључују танкослојне соларне ћелије друге генерације и флексибилне соларне ћелије.