A fotovoltaikus panelekkel kapcsolatos legújabb kutatások

Jelenleg a kutatók a fotovoltaikus kutatás három fő területén dolgoznak: a kristályos szilíciumon, a perovszkitokon és a rugalmas napelemeken.A három terület kiegészíti egymást, és még hatékonyabbá teheti a fotovoltaikus technológiát.

A kristályos szilícium a napelemek leggyakrabban használt félvezető anyaga.A hatékonysága azonban jóval az elméleti határ alatt van.Ezért a kutatók a fejlett kristályos PV-k fejlesztésére kezdtek összpontosítani.A Nemzeti Megújuló Energia Laboratórium jelenleg a III-V többcsatlakozós anyagok fejlesztésére összpontosít, amelyek várhatóan akár 30%-os hatékonyságot is elérhetnek.

A perovskitek viszonylag új típusú napelemek, amelyekről a közelmúltban bebizonyosodott, hogy hatékonyak és hatékonyak.Ezeket az anyagokat fotoszintetikus komplexeknek is nevezik.A napelemek hatékonyságának növelésére használták őket.Várhatóan a következő néhány évben kereskedelmi forgalomba kerülnek.A szilíciummal összehasonlítva a perovszkitek viszonylag olcsók, és sokféle alkalmazási lehetőséggel rendelkeznek.

A perovszkit szilícium anyagokkal kombinálva hatékony és tartós napelemet hozhat létre.A perovskit kristályos napelemek 20 százalékkal hatékonyabbak lehetnek, mint a szilícium.A perovskit és a szilícium-PV anyagok is rekord hatékonyságot mutattak, akár 28 százalékot is.Emellett a kutatók bifaciális technológiát fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi, hogy a napelemek a panel mindkét oldaláról gyűjtsenek energiát.Ez különösen előnyös a kereskedelmi alkalmazásoknál, mivel pénzt takarít meg a telepítési költségeken.

A perovszkitek mellett a kutatók olyan anyagokat is feltárnak, amelyek töltéshordozóként vagy fényelnyelőként működhetnek.Ezek az anyagok hozzájárulhatnak a napelemek gazdaságosabbá tételéhez is.Segíthetnek olyan panelek létrehozásában is, amelyek kevésbé érzékenyek a sérülésekre.

A kutatók jelenleg egy rendkívül hatékony Tandem Perovskite napelem létrehozásán dolgoznak.Ez a cella várhatóan a következő néhány évben kerül kereskedelmi forgalomba.A kutatók együttműködnek az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumával és a Nemzeti Tudományos Alapítvánnyal.

Emellett a kutatók a napenergia sötétben történő begyűjtésének új módszerein is dolgoznak.Ezek a módszerek közé tartozik a szoláris desztilláció, amely a panel hőjét használja fel a víz tisztítására.Ezeket a technikákat a Stanford Egyetemen tesztelik.

A kutatók a termosugárzó PV-eszközök használatát is vizsgálják.Ezek az eszközök a panelből származó hőt használják fel elektromos áram előállítására éjszaka.Ez a technológia különösen hasznos lehet hideg éghajlaton, ahol a panelek hatékonysága korlátozott.Sötét tetőn a cellák hőmérséklete több mint 25°C-ra emelkedhet.A sejteket vízzel is le lehet hűteni, ami hatékonyabbá teszi őket.

Ezek a kutatók nemrég fedezték fel a rugalmas napelemek használatát is.Ezek a panelek ellenállnak a víz alá merítésnek és rendkívül könnyűek.Azt is kibírják, hogy egy autó elgázolja őket.Kutatásukat az Eni-MIT Alliance Solar Frontiers Program támogatja.Új módszert is ki tudtak fejleszteni a PV-sejtek tesztelésére.

A fotovoltaikus panelekkel kapcsolatos legújabb kutatások a hatékonyabb, olcsóbb és tartósabb technológiák kifejlesztésére irányulnak.Ezeket a kutatási erőfeszítéseket csoportok széles köre végzi az Egyesült Államokban és szerte a világon.A legígéretesebb technológiák közé tartoznak a második generációs vékonyfilmes napelemek és a rugalmas napelemek.