Utafiti wa Hivi Karibuni kuhusu Paneli za Photovoltaic

Kwa sasa, watafiti wanafanya kazi katika maeneo matatu makuu ya utafiti wa fotovoltaiki: silicon ya fuwele, perovskites na seli za jua zinazonyumbulika. Maeneo hayo matatu yanakamilishana, na yana uwezo wa kufanya teknolojia ya fotovoltaiki iwe na ufanisi zaidi.

Silikoni ya fuwele ndiyo nyenzo ya nusu-upitishaji inayotumika sana katika paneli za jua. Hata hivyo, ufanisi wake uko chini sana ya kikomo cha kinadharia. Kwa hivyo, watafiti wameanza kuzingatia kutengeneza PV za fuwele za hali ya juu. Maabara ya Kitaifa ya Nishati Mbadala kwa sasa inazingatia kutengeneza nyenzo za makutano mengi ya III-V ambazo zinatarajiwa kuwa na viwango vya ufanisi vya hadi 30%.

Perovskites ni aina mpya ya seli za jua ambazo hivi karibuni zimeonyeshwa kuwa na ufanisi na ufanisi. Nyenzo hizi pia hujulikana kama "complexes za usanisinuru." Zimetumika kuongeza ufanisi wa seli za jua. Zinatarajiwa kuuzwa katika miaka michache ijayo. Ikilinganishwa na silicon, perovskites ni za bei nafuu na zina matumizi mengi yanayowezekana.

Perovskite zinaweza kuunganishwa na vifaa vya silikoni ili kuunda seli ya jua yenye ufanisi na ya kudumu. Seli za jua za fuwele za Perovskite zinaweza kuwa na ufanisi zaidi kwa asilimia 20 kuliko silikoni. Vifaa vya Perovskite na Si-PV pia vimeonyesha viwango vya juu vya ufanisi wa hadi asilimia 28. Zaidi ya hayo, watafiti wameunda teknolojia ya nyuso mbili ambayo huwezesha seli za jua kuvuna nishati kutoka pande zote mbili za paneli. Hii ni muhimu sana kwa matumizi ya kibiashara, kwani inaokoa pesa kwenye gharama za usakinishaji.

Mbali na perovskites, watafiti pia wanachunguza nyenzo ambazo zinaweza kufanya kazi kama vibebaji vya chaji au vifyonza mwanga. Nyenzo hizi pia zinaweza kusaidia kufanya seli za jua ziwe za bei nafuu zaidi. Pia zinaweza kusaidia kuunda paneli ambazo haziwezi kuathiriwa sana na uharibifu.

Watafiti kwa sasa wanafanya kazi ya kuunda seli ya jua ya Tandem Perovskite yenye ufanisi mkubwa. Seli hii inatarajiwa kuuzwa katika miaka michache ijayo. Watafiti wanashirikiana na Idara ya Nishati ya Marekani na Wakfu wa Kitaifa wa Sayansi.

Zaidi ya hayo, watafiti pia wanafanya kazi katika mbinu mpya za kuvuna nishati ya jua gizani. Mbinu hizi ni pamoja na kunereka kwa nishati ya jua, ambayo hutumia joto kutoka kwenye paneli kusafisha maji. Mbinu hizi zinajaribiwa katika Chuo Kikuu cha Stanford.

Watafiti pia wanachunguza matumizi ya vifaa vya PV vinavyotumia joto. Vifaa hivi hutumia joto kutoka kwenye paneli ili kutoa umeme usiku. Teknolojia hii inaweza kuwa muhimu hasa katika hali ya hewa ya baridi ambapo ufanisi wa paneli ni mdogo. Halijoto ya seli inaweza kuongezeka hadi zaidi ya nyuzi joto 25 kwenye paa lenye giza. Seli zinaweza pia kupozwa na maji, jambo linalozifanya ziwe na ufanisi zaidi.

Watafiti hawa pia wamegundua hivi karibuni matumizi ya seli za jua zinazonyumbulika. Paneli hizi zinaweza kustahimili kuzamishwa ndani ya maji na ni nyepesi sana. Pia zinaweza kustahimili kugongwa na gari. Utafiti wao unasaidiwa na Programu ya Mipaka ya Sola ya Muungano wa Eni-MIT. Pia wameweza kutengeneza njia mpya ya kupima seli za PV.

Utafiti wa hivi karibuni kuhusu paneli za fotovoltaiki unalenga katika kutengeneza teknolojia zenye ufanisi zaidi, nafuu, na za kudumu zaidi. Juhudi hizi za utafiti zinafanywa na makundi mbalimbali nchini Marekani na kote ulimwenguni. Teknolojia zenye matumaini zaidi ni pamoja na seli za jua zenye filamu nyembamba za kizazi cha pili na seli za jua zinazonyumbulika.