Fotovoltaik Paneller Hakkındaki Son Araştırmalar

Şu anda araştırmacılar fotovoltaik araştırmalarının üç ana alanı üzerinde çalışıyor: kristalin silikon, perovskit ve esnek güneş hücreleri. Bu üç alan birbirini tamamlıyor ve fotovoltaik teknolojisini daha da verimli hale getirme potansiyeline sahipler.

Kristalin silikon, güneş panellerinde en yaygın kullanılan yarı iletken malzemedir. Ancak, verimliliği teorik sınırın çok altındadır. Bu nedenle, araştırmacılar gelişmiş kristalin PV'ler geliştirmeye odaklanmaya başladılar. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı şu anda %30'a kadar verimlilik seviyelerine sahip olması beklenen III-V çoklu bağlantı malzemeleri geliştirmeye odaklanıyor.

Perovskit'ler, yakın zamanda etkili ve verimli olduğu gösterilen nispeten yeni bir güneş hücresi türüdür. Bu malzemelere "fotosentetik kompleksler" de denir. Güneş hücrelerinin verimliliğini artırmak için kullanılmıştır. Önümüzdeki birkaç yıl içinde ticari hale gelmeleri bekleniyor. Perovskit'ler, silikonla karşılaştırıldığında nispeten ucuzdur ve çok çeşitli potansiyel uygulamalara sahiptir.

Perovskit'ler, etkili ve dayanıklı bir güneş hücresi oluşturmak için silikon malzemelerle birleştirilebilir. Perovskit kristal güneş hücreleri, silikondan yüzde 20 daha verimli olabilir. Perovskit ve Si-PV malzemeleri de yüzde 28'e kadar rekor verimlilik seviyeleri göstermiştir. Ayrıca araştırmacılar, güneş hücrelerinin panelin her iki tarafından enerji toplamasını sağlayan çift taraflı teknoloji geliştirmiştir. Bu, kurulum maliyetlerinden tasarruf sağladığı için özellikle ticari uygulamalar için faydalıdır.

Perovskitlere ek olarak, araştırmacılar yük taşıyıcıları veya ışık emicileri olarak işlev görebilen malzemeleri de araştırıyorlar. Bu malzemeler ayrıca güneş hücrelerinin daha ekonomik olmasına yardımcı olabilir. Ayrıca hasara karşı daha az hassas olan paneller oluşturmaya da yardımcı olabilirler.

Araştırmacılar şu anda son derece verimli bir Tandem Perovskite güneş hücresi yaratmak için çalışıyorlar. Bu hücrenin önümüzdeki birkaç yıl içinde ticarileştirilmesi bekleniyor. Araştırmacılar ABD Enerji Bakanlığı ve Ulusal Bilim Vakfı ile iş birliği yapıyor.

Ayrıca araştırmacılar karanlıkta güneş enerjisi toplamanın yeni yöntemleri üzerinde de çalışıyorlar. Bu yöntemler arasında panelden gelen ısıyı kullanarak suyu arıtan güneş damıtma da yer alıyor. Bu teknikler Stanford Üniversitesi'nde test ediliyor.

Araştırmacılar ayrıca termoradyatif PV cihazlarının kullanımını araştırıyorlar. Bu cihazlar geceleri elektrik üretmek için panelden gelen ısıyı kullanır. Bu teknoloji özellikle panel verimliliğinin sınırlı olduğu soğuk iklimlerde faydalı olabilir. Hücrelerin sıcaklığı karanlık bir çatıda 25°C'nin üzerine çıkabilir. Hücreler ayrıca suyla soğutulabilir, bu da onları daha etkili hale getirir.

Bu araştırmacılar ayrıca yakın zamanda esnek güneş hücrelerinin kullanımını keşfettiler. Bu paneller suya daldırılmaya dayanabilir ve son derece hafiftir. Ayrıca bir arabanın altında kalmaya da dayanabilirler. Araştırmaları Eni-MIT Alliance Solar Frontiers Programı tarafından desteklenmektedir. Ayrıca PV hücrelerini test etmek için yeni bir yöntem geliştirebildiler.

Fotovoltaik paneller üzerine yapılan son araştırmalar, daha verimli, daha ucuz ve daha dayanıklı teknolojiler geliştirmeye odaklanmıştır. Bu araştırma çabaları, Amerika Birleşik Devletleri'nde ve dünya çapında çok çeşitli gruplar tarafından yürütülmektedir. En umut verici teknolojiler arasında ikinci nesil ince film güneş hücreleri ve esnek güneş hücreleri yer almaktadır.