Fotovoltaik Paneller Üzerine En Son Araştırmalar

Şu anda araştırmacılar fotovoltaik araştırmalarının üç ana alanında çalışıyorlar: kristal silikon, perovskitler ve esnek güneş pilleri. Bu üç alan birbirini tamamlayıcı nitelikte olup, fotovoltaik teknolojisini daha da verimli hale getirme potansiyeline sahiptir.

Kristal silikon, güneş panellerinde en yaygın kullanılan yarı iletken malzemedir. Bununla birlikte, verimliliği teorik sınırın çok altındadır. Bu nedenle, araştırmacılar gelişmiş kristal fotovoltaik (PV) malzemeler geliştirmeye odaklanmaya başlamıştır. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) şu anda %30'a kadar verimlilik seviyelerine sahip olması beklenen III-V çoklu bağlantılı malzemeler geliştirmeye odaklanmaktadır.

Perovskitler, son zamanlarda etkili ve verimli oldukları gösterilen nispeten yeni bir güneş pili türüdür. Bu malzemeler aynı zamanda "fotosentetik kompleksler" olarak da adlandırılır. Güneş pillerinin verimliliğini artırmak için kullanılmışlardır. Önümüzdeki birkaç yıl içinde ticarileştirilmeleri beklenmektedir. Silikona kıyasla perovskitler nispeten ucuzdur ve geniş bir potansiyel uygulama yelpazesine sahiptir.

Perovskitler, etkili ve dayanıklı bir güneş pili oluşturmak için silikon malzemelerle birleştirilebilir. Perovskit kristal güneş pilleri, silikona göre %20 daha verimli olabilir. Perovskit ve Si-PV malzemeleri ayrıca %28'e varan rekor verimlilik seviyeleri göstermiştir. Ek olarak, araştırmacılar güneş pillerinin panelin her iki tarafından da enerji toplamasına olanak tanıyan çift taraflı teknoloji geliştirmiştir. Bu, özellikle ticari uygulamalar için faydalıdır, çünkü kurulum maliyetlerinden tasarruf sağlar.

Araştırmacılar, perovskitlere ek olarak, yük taşıyıcı veya ışık emici görevi görebilen malzemeleri de araştırıyorlar. Bu malzemeler, güneş pillerini daha ekonomik hale getirmeye de yardımcı olabilir. Ayrıca, hasara karşı daha az hassas paneller oluşturmaya da katkıda bulunabilirler.

Araştırmacılar şu anda son derece verimli bir Tandem Perovskit güneş pili üretmek üzerinde çalışıyorlar. Bu pilin önümüzdeki birkaç yıl içinde ticarileştirilmesi bekleniyor. Araştırmacılar, ABD Enerji Bakanlığı ve Ulusal Bilim Vakfı ile işbirliği yapıyor.

Ayrıca araştırmacılar, karanlıkta güneş enerjisi elde etmenin yeni yöntemleri üzerinde de çalışıyorlar. Bu yöntemler arasında, panelden gelen ısıyı suyu arıtmak için kullanan güneş enerjisiyle damıtma da yer alıyor. Bu teknikler Stanford Üniversitesi'nde test ediliyor.

Araştırmacılar ayrıca termoradyatif fotovoltaik cihazların kullanımını da inceliyorlar. Bu cihazlar, geceleyin elektrik üretmek için panelden gelen ısıyı kullanıyor. Bu teknoloji, panel verimliliğinin sınırlı olduğu soğuk iklimlerde özellikle faydalı olabilir. Hücrelerin sıcaklığı karanlık bir çatıda 25°C'nin üzerine çıkabilir. Hücreler ayrıca su ile soğutulabilir, bu da onları daha verimli hale getirir.

Bu araştırmacılar yakın zamanda esnek güneş hücrelerinin kullanımını da keşfettiler. Bu paneller suya batırılmaya dayanıklıdır ve son derece hafiftir. Ayrıca bir araba tarafından ezilmeye de dayanabilirler. Araştırmaları Eni-MIT İttifakı Güneş Enerjisi Sınırları Programı tarafından desteklenmektedir. Ayrıca fotovoltaik hücreleri test etmenin yeni bir yöntemini de geliştirmeyi başardılar.

Fotovoltaik paneller üzerine yapılan son araştırmalar, daha verimli, daha ucuz ve daha dayanıklı teknolojiler geliştirmeye odaklanmıştır. Bu araştırma çalışmaları, Amerika Birleşik Devletleri'nde ve dünyanın dört bir yanında çok çeşitli gruplar tarafından yürütülmektedir. En umut vadeden teknolojiler arasında ikinci nesil ince film güneş pilleri ve esnek güneş pilleri yer almaktadır.