המחקר האחרון על פאנלים פוטו-וולטאיים

נכון לעכשיו, החוקרים עובדים על שלושה תחומים עיקריים של מחקר פוטו-וולטאי: סיליקון גבישי, פרוסקיטים ותאים סולאריים גמישים.שלושת התחומים משלימים זה את זה, ויש להם פוטנציאל להפוך את הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית ליעילה עוד יותר.

סיליקון גבישי הוא החומר המוליך למחצה הנפוץ ביותר בפאנלים סולאריים.עם זאת, היעילות שלו היא הרבה מתחת לגבול התיאורטי.לכן, חוקרים החלו להתמקד בפיתוח PVs גבישי מתקדמים.המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת מתמקדת כעת בפיתוח חומרים מרובי צומת III-V שצפויים להיות בעלי רמות יעילות של עד 30%.

פרוסקיטים הם סוג חדש יחסית של תאים סולאריים שהוכחו לאחרונה כיעילים ויעילים.חומרים אלו מכונים גם "מתחמים פוטוסינתטיים".הם שימשו להגברת היעילות של תאים סולאריים.הם צפויים להיות ממוסחרים במהלך השנים הקרובות.בהשוואה לסיליקון, פרוסקיטים הם זולים יחסית ויש להם מגוון רחב של יישומים פוטנציאליים.

ניתן לשלב פרוסקיטים עם חומרי סיליקון ליצירת תא סולארי יעיל ועמיד.תאים סולאריים קריסטל פרוסקיט יכולים להיות יעילים יותר ב-20 אחוז מסיליקון.חומרי Perovskite ו-Si-PV הראו גם רמות יעילות שיא של עד 28 אחוז.בנוסף, חוקרים פיתחו טכנולוגיה דו-פנים המאפשרת לתאים הסולאריים לקצור אנרגיה משני צידי הפאנל.זה מועיל במיוחד עבור יישומים מסחריים, מכיוון שהוא חוסך כסף בעלויות ההתקנה.

בנוסף לפרובסקיטים, חוקרים חוקרים גם חומרים שיכולים לשמש נושאי מטען או בולמי אור.חומרים אלה יכולים גם לעזור להפוך תאים סולאריים לחסכוניים יותר.הם יכולים גם לעזור ליצור לוחות שפחות רגישים לנזק.

חוקרים עובדים כעת על יצירת תא סולארי Tandem Perovskite יעיל במיוחד.תא זה צפוי להיות ממוסחר בשנתיים הקרובות.החוקרים משתפים פעולה עם משרד האנרגיה האמריקאי והקרן הלאומית למדע.

בנוסף, חוקרים עובדים גם על שיטות חדשות לקצירת אנרגיה סולארית בחושך.שיטות אלו כוללות זיקוק סולארי, המשתמש בחום מהפאנל כדי לטהר מים.טכניקות אלו נבדקות באוניברסיטת סטנפורד.

חוקרים חוקרים גם את השימוש במכשירי PV תרמו-קרינתיים.מכשירים אלה משתמשים בחום מהפאנל כדי לייצר חשמל בלילה.טכנולוגיה זו יכולה להיות שימושית במיוחד באקלים קר שבהם יעילות הפאנל מוגבלת.הטמפרטורה של התאים יכולה לעלות ליותר מ-25 מעלות צלזיוס על גג חשוך.ניתן לקרר את התאים גם על ידי מים, מה שהופך אותם ליעילים יותר.

חוקרים אלו גילו לאחרונה גם את השימוש בתאים סולאריים גמישים.לוחות אלו יכולים לעמוד בטבילה במים והם קלים במיוחד.הם גם מסוגלים לעמוד בפני דריסה של מכונית.המחקר שלהם נתמך על ידי Eni-MIT Alliance Solar Frontiers Program.הם גם הצליחו לפתח שיטה חדשה לבדיקת תאי PV.

המחקר האחרון על פאנלים פוטו-וולטאיים מתמקד בפיתוח טכנולוגיות יעילות יותר, זולות יותר ועמידות יותר.מאמצי המחקר הללו מבוצעים על ידי מגוון רחב של קבוצות בארצות הברית וברחבי העולם.הטכנולוגיות המבטיחות ביותר כוללות דור שני של תאים סולריים בסרט דק ותאים סולאריים גמישים.