Fotovoltaik Paneller Hakkındaki En Son Araştırmalar

Araştırmacılar şu anda fotovoltaik araştırmalarının üç ana alanı üzerinde çalışmaktadır: kristal silisyum, perovskitler ve esnek güneş pilleri. Bu üç alan birbirini tamamlayıcı niteliktedir ve fotovoltaik teknolojisini daha da verimli hale getirme potansiyeline sahiptir.

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

Perovskitler, son zamanlarda etkili ve verimli olduğu gösterilen nispeten yeni bir güneş hücresi türüdür. Bu malzemelere "fotosentetik kompleksler" de denir. Güneş hücrelerinin verimliliğini artırmak için kullanılırlar ve önümüzdeki birkaç yıl içinde ticari olarak kullanıma sunulmaları beklenmektedir. Silikonla karşılaştırıldığında, perovskitlerin nispeten ucuz olması ve geniş bir potansiyel uygulama yelpazesine sahip olması beklenmektedir.

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

Araştırmacılar, perovskitlere ek olarak, yük taşıyıcı veya ışık emici olarak işlev görebilen malzemeler de araştırıyorlar. Bu malzemeler aynı zamanda güneş hücrelerinin daha ekonomik hale getirilmesine ve hasara karşı daha dayanıklı panellerin oluşturulmasına da yardımcı olabilir.

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

Araştırmacılar ayrıca karanlıkta güneş enerjisi toplamanın yeni yöntemleri üzerinde de çalışıyorlar. Bu yöntemler arasında, panelden gelen ısıyı suyu arıtmak için kullanan güneş damıtma da yer alıyor. Bu teknikler Stanford Üniversitesi'nde test ediliyor.

Araştırmacılar ayrıca termoradyatif fotovoltaik cihazların kullanımını da araştırıyorlar. Bu cihazlar, panelden gelen ısıyı kullanarak geceleri elektrik üretiyor. Bu teknoloji, panel verimliliğinin sınırlı olduğu soğuk iklimlerde özellikle faydalı olabilir. Karanlık bir çatıda hücrelerin sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıkabilir. Hücreler ayrıca suyla soğutulabildiğinden daha verimlidir.

Bu araştırmacılar, yakın zamanda esnek güneş hücrelerinin kullanımını da keşfettiler. Bu paneller suya daldırılmaya dayanıklı ve son derece hafiftir. Ayrıca, üzerinden araba geçmesine de dayanıklıdırlar. Araştırmaları, Eni-MIT Alliance Solar Frontiers Programı tarafından desteklenmektedir. Ayrıca, PV hücrelerini test etmek için yeni bir yöntem geliştirmeyi de başardılar.

Fotovoltaik paneller üzerine yapılan son araştırmalar, daha verimli, daha uygun maliyetli ve daha dayanıklı teknolojiler geliştirmeye odaklanıyor. Bu araştırma çalışmaları, Amerika Birleşik Devletleri ve dünya genelinde çok çeşitli gruplar tarafından yürütülüyor. En umut verici teknolojiler arasında ikinci nesil ince film güneş pilleri ve esnek güneş pilleri yer alıyor.