Ֆոտովոլտային վահանակների վերջին հետազոտությունը

Ներկայումս հետազոտողները աշխատում են ֆոտոգալվանային համակարգերի հետազոտության երեք հիմնական ուղղությունների վրա՝ բյուրեղային սիլիցիում, պերովսկիտներ և ճկուն արևային բջիջներ:Երեք ոլորտները փոխլրացնող են միմյանց, և նրանք ունեն ֆոտոգալվանային տեխնոլոգիան էլ ավելի արդյունավետ դարձնելու ներուժ:

Բյուրեղային սիլիցիումը ամենաշատ օգտագործվող կիսահաղորդիչ նյութն է արևային մարտկոցներում:Այնուամենայնիվ, դրա արդյունավետությունը շատ ցածր է տեսական սահմանից:Հետևաբար, հետազոտողները սկսել են կենտրոնանալ առաջադեմ բյուրեղային ՖՎ-ների մշակման վրա:Վերականգնվող էներգիայի ազգային լաբորատորիան ներկայումս կենտրոնանում է III-V բազմահանգույց նյութերի մշակման վրա, որոնք ակնկալվում են մինչև 30% արդյունավետության մակարդակ:

Պերովսկիտները արևային մարտկոցների համեմատաբար նոր տեսակ են, որոնք վերջերս ապացուցվել են, որ արդյունավետ և արդյունավետ են:Այս նյութերը կոչվում են նաև «ֆոտոսինթետիկ համալիրներ»:Դրանք օգտագործվել են արևային մարտկոցների արդյունավետությունը բարձրացնելու համար։Ակնկալվում է, որ դրանք առևտրայնացվեն առաջիկա մի քանի տարիների ընթացքում:Սիլիցիումի համեմատ պերովսկիտները համեմատաբար էժան են և ունեն պոտենցիալ կիրառությունների լայն շրջանակ:

Պերովսկիտները կարող են համակցվել սիլիկոնային նյութերի հետ՝ ստեղծելով արդյունավետ և դիմացկուն արևային մարտկոց:Perovskite բյուրեղյա արևային մարտկոցները կարող են 20 տոկոսով ավելի արդյունավետ լինել, քան սիլիցիումը:Պերովսկիտը և Si-PV նյութերը նույնպես ցույց են տվել ռեկորդային արդյունավետության մակարդակ՝ մինչև 28 տոկոս:Բացի այդ, հետազոտողները մշակել են երկդիմացության տեխնոլոգիա, որը թույլ է տալիս արևային բջիջներին էներգիա հավաքել վահանակի երկու կողմերից:Սա հատկապես ձեռնտու է կոմերցիոն ծրագրերի համար, քանի որ այն խնայում է գումար տեղադրման ծախսերի վրա:

Բացի պերովսկիտներից, հետազոտողները նաև ուսումնասիրում են նյութեր, որոնք կարող են հանդես գալ որպես լիցքակիր կամ լույս կլանող:Այս նյութերը կարող են նաև օգնել արևային բջիջները ավելի խնայող դարձնելուն:Նրանք կարող են նաև օգնել ստեղծել վահանակներ, որոնք ավելի քիչ ենթակա են վնասների:

Ներկայումս հետազոտողները աշխատում են Tandem Perovskite արևային մարտկոցի ստեղծման վրա:Ակնկալվում է, որ այս բջիջը կվաճառվի առաջիկա մի քանի տարիներին:Հետազոտողները համագործակցում են ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարության և Ազգային գիտական ​​հիմնադրամի հետ:

Բացի այդ, հետազոտողները նաև աշխատում են մթության մեջ արևային էներգիան հավաքելու նոր մեթոդների վրա:Այս մեթոդները ներառում են արևային թորում, որն օգտագործում է վահանակի ջերմությունը ջուրը մաքրելու համար:Այս տեխնիկան փորձարկվում է Սթենֆորդի համալսարանում:

Հետազոտողները նաև ուսումնասիրում են ջերմադիատիվ ՖՎ սարքերի օգտագործումը:Այս սարքերը գիշերային ժամերին էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար օգտագործում են վահանակի ջերմությունը:Այս տեխնոլոգիան կարող է հատկապես օգտակար լինել ցուրտ կլիմայական պայմաններում, որտեղ վահանակների արդյունավետությունը սահմանափակ է:Մութ տանիքի վրա բջիջների ջերմաստիճանը կարող է աճել մինչև 25 աստիճան C:Բջիջները կարելի է սառեցնել նաև ջրով, ինչը նրանց ավելի արդյունավետ է դարձնում։

Այս հետազոտողները նաև վերջերս հայտնաբերել են ճկուն արևային մարտկոցների օգտագործումը:Այս վահանակները կարող են դիմակայել ջրի մեջ ընկղմվելուն և չափազանց թեթև են:Նրանք նաեւ կարողանում են դիմակայել ավտոմեքենայի վրաերթի ենթարկվելուն։Նրանց հետազոտությունն իրականացվում է Eni-MIT Alliance Solar Frontiers ծրագրի կողմից:Նրանք կարողացել են նաև մշակել ՖՎ բջիջների փորձարկման նոր մեթոդ:

Ֆոտովոլտային վահանակների վերջին հետազոտությունը կենտրոնացած է ավելի արդյունավետ, էժան և ավելի դիմացկուն տեխնոլոգիաների մշակման վրա:Այս հետազոտական ​​ջանքերն իրականացվում են Միացյալ Նահանգներում և ամբողջ աշխարհում խմբերի լայն շրջանակի կողմից:Առավել խոստումնալից տեխնոլոգիաները ներառում են երկրորդ սերնդի բարակ թաղանթով արևային մարտկոցներ և ճկուն արևային մարտկոցներ: