Najnovija istraživanja fotonaponskih panela

Trenutno istraživači rade na tri glavna područja istraživanja fotonapona: kristalni silicij, perovskiti i fleksibilne solarne ćelije.Ova tri područja su komplementarna i imaju potencijal učiniti fotonaponsku tehnologiju još učinkovitijom.

Kristalni silicij je poluvodički materijal koji se najčešće koristi u solarnim panelima.Međutim, njegova je učinkovitost znatno ispod teorijske granice.Stoga su se istraživači počeli usredotočiti na razvoj naprednih kristalnih PV-ova.Nacionalni laboratorij za obnovljivu energiju trenutno se usredotočuje na razvoj III-V multijunction materijala za koje se očekuje da će imati razinu učinkovitosti do 30%.

Perovskiti su relativno nova vrsta solarnih ćelija za koje se nedavno pokazalo da su djelotvorne i učinkovite.Ovi se materijali također nazivaju "fotosintetski kompleksi".Korišteni su za povećanje učinkovitosti solarnih ćelija.Očekuje se da će postati komercijalizirani u sljedećih nekoliko godina.U usporedbi sa silicijem, perovskiti su relativno jeftini i imaju širok raspon potencijalnih primjena.

Perovskiti se mogu kombinirati sa silicijskim materijalima kako bi se stvorila učinkovita i izdržljiva solarna ćelija.Perovskitne kristalne solarne ćelije mogu biti 20 posto učinkovitije od silicija.Perovskit i Si-PV materijali također su pokazali rekordne razine učinkovitosti do 28 posto.Osim toga, istraživači su razvili bifacijalnu tehnologiju koja omogućuje solarnim ćelijama sakupljanje energije s obje strane panela.Ovo je osobito korisno za komercijalne primjene jer štedi novac na troškovima instalacije.

Osim perovskita, istraživači također istražuju materijale koji mogu djelovati kao prijenosnici naboja ili apsorberi svjetlosti.Ovi materijali također mogu pomoći da solarne ćelije budu ekonomičnije.Oni također mogu pomoći u stvaranju ploča koje su manje osjetljive na oštećenja.

Istraživači trenutno rade na stvaranju iznimno učinkovite solarne ćelije Tandem Perovskite.Očekuje se da će ova ćelija biti komercijalizirana u sljedećih nekoliko godina.Istraživači surađuju s američkim Ministarstvom energetike i Nacionalnom zakladom za znanost.

Osim toga, istraživači također rade na novim metodama prikupljanja sunčeve energije u mraku.Ove metode uključuju solarnu destilaciju, koja koristi toplinu iz ploče za pročišćavanje vode.Ove se tehnike testiraju na Sveučilištu Stanford.

Istraživači također istražuju korištenje termoradijacijskih PV uređaja.Ovi uređaji koriste toplinu iz ploče za proizvodnju električne energije noću.Ova tehnologija može biti osobito korisna u hladnim klimama gdje je učinkovitost panela ograničena.Temperatura ćelija može porasti na više od 25 stupnjeva C na mračnom krovu.Stanice se također mogu hladiti vodom, što ih čini učinkovitijima.

Ti su istraživači također nedavno otkrili upotrebu fleksibilnih solarnih ćelija.Ove ploče mogu izdržati uranjanje u vodu i iznimno su lagane.Također su u stanju izdržati da ih automobil pregazi.Njihovo istraživanje podupire Eni-MIT Alliance Solar Frontiers Program.Također su uspjeli razviti novu metodu testiranja PV ćelija.

Najnovija istraživanja fotonaponskih panela usmjerena su na razvoj tehnologija koje su učinkovitije, jeftinije i dugotrajnije.Ova istraživanja provode brojne skupine u Sjedinjenim Državama i diljem svijeta.Tehnologije koje najviše obećavaju uključuju tankoslojne solarne ćelije druge generacije i fleksibilne solarne ćelije.