Den senaste forskningen om solpaneler

För närvarande arbetar forskare med tre huvudområden inom solcellsforskning: kristallint kisel, perovskiter och flexibla solceller. De tre områdena kompletterar varandra och de har potential att göra solcellstekniken ännu effektivare.

Kristallint kisel är det vanligaste halvledande materialet i solpaneler. Dess effektivitet ligger dock långt under den teoretiska gränsen. Därför har forskare börjat fokusera på att utveckla avancerade kristallina solceller. Nationella laboratoriet för förnybar energi fokuserar för närvarande på att utveckla III-V-multijunctionmaterial som förväntas ha effektivitetsnivåer på upp till 30 %.

Perovskiter är en relativt ny typ av solcell som nyligen har visat sig vara effektiva och ändamålsenliga. Dessa material kallas även för "fotosyntetiska komplex". De har använts för att öka effektiviteten hos solceller. De förväntas bli kommersialiserade inom de närmaste åren. Jämfört med kisel är perovskiter relativt billiga och har ett brett spektrum av potentiella tillämpningar.

Perovskiter kan kombineras med kiselmaterial för att skapa en effektiv och hållbar solcell. Perovskitkristallsolceller kan vara 20 procent effektivare än kisel. Perovskit- och Si-PV-material har också visat rekordhöga effektivitetsnivåer på upp till 28 procent. Dessutom har forskare utvecklat bifacial teknik som gör det möjligt för solcellerna att skörda energi från båda sidor av panelen. Detta är särskilt fördelaktigt för kommersiella tillämpningar, eftersom det sparar pengar på installationskostnader.

Förutom perovskiter utforskar forskare även material som kan fungera som laddningsbärare eller ljusabsorbenter. Dessa material kan också bidra till att göra solceller mer ekonomiska. De kan också bidra till att skapa paneler som är mindre känsliga för skador.

Forskare arbetar för närvarande med att skapa en extremt effektiv tandemperovskitsolcell. Denna cell förväntas bli kommersialiserad inom de närmaste åren. Forskarna samarbetar med det amerikanska energidepartementet och National Science Foundation.

Dessutom arbetar forskare med nya metoder för att utvinna solenergi i mörkret. Dessa metoder inkluderar soldestillation, som använder värmen från panelen för att rena vatten. Dessa tekniker testas vid Stanford University.

Forskare undersöker också användningen av termoradiativa solcellsanläggningar. Dessa anläggningar använder värme från panelen för att generera elektricitet på natten. Denna teknik kan vara särskilt användbar i kalla klimat där panelernas effektivitet är begränsad. Temperaturen på cellerna kan öka till mer än 25 grader Celsius på ett mörkt tak. Cellerna kan också kylas med vatten, vilket gör dem mer effektiva.

Dessa forskare har också nyligen upptäckt användningen av flexibla solceller. Dessa paneler tål nedsänkning i vatten och är extremt lätta. De tål också att bli överkörda av en bil. Deras forskning stöds av Eni-MIT Alliance Solar Frontiers Program. De har också kunnat utveckla en ny metod för att testa solceller.

Den senaste forskningen om solpaneler fokuserar på att utveckla tekniker som är effektivare, billigare och mer hållbara. Dessa forskningsinsatser utförs av en mängd olika grupper i USA och runt om i världen. De mest lovande teknikerna inkluderar andra generationens tunnfilmssolceller och flexibla solceller.