太陽光発電パネルに関する最新の研究

現在、研究者たちは、結晶シリコン、ペロブスカイト、フレキシブル太陽電池という太陽光発電研究の 3 つの主要分野に取り組んでいます。3 つの分野は相互に補完しており、太陽光発電技術をさらに効率化する可能性があります。

結晶シリコンは、ソーラーパネルで最も一般的に使用される半導体材料です。ただし、その効率は理論上の限界を大幅に下回っています。したがって、研究者は高度な結晶PVの開発に焦点を当て始めています。国立再生可能エネルギー研究所は現在、最大 30% の効率レベルが期待される III-V 族多接合材料の開発に焦点を当てています。

ペロブスカイトは比較的新しいタイプの太陽電池であり、効果的かつ効率的であることが最近証明されています。これらの物質は「光合成複合体」とも呼ばれます。それらは太陽電池の効率を高めるために使用されてきました。今後数年以内に商品化される見通しだ。ペロブスカイトはシリコンに比べて比較的安価であり、幅広い用途が期待できます。

ペロブスカイトをシリコン材料と組み合わせて、効果的で耐久性のある太陽電池を作成できます。ペロブスカイト結晶太陽電池はシリコンよりも効率が 20% 高い可能性があります。ペロブスカイトおよび Si-PV 材料も、最大 28% という記録的な効率レベルを示しています。さらに、研究者らは、太陽電池がパネルの両面からエネルギーを取得できるようにする両面受光技術を開発しました。これは、設置コストを節約できるため、商用アプリケーションにとって特に有益です。

ペロブスカイトに加えて、研究者は電荷キャリアまたは光吸収体として機能できる材料も探索しています。これらの材料は、太陽電池をより経済的にするのにも役立ちます。また、損傷を受けにくいパネルを作成するのにも役立ちます。

研究者たちは現在、非常に効率的なタンデムペロブスカイト太陽電池の作成に取り組んでいます。このセルは今後数年以内に商品化される予定です。研究者らは米国エネルギー省および国立科学財団と協力している。

さらに、研究者たちは暗闇の中で太陽エネルギーを収集する新しい方法にも取り組んでいます。これらの方法には、パネルからの熱を利用して水を浄化する太陽熱蒸留が含まれます。これらの技術はスタンフォード大学でテストされています。

研究者らは熱放射型 PV デバイスの使用も研究しています。これらの機器はパネルからの熱を利用して夜間に発電します。この技術は、パネル効率が制限される寒冷気候で特に役立ちます。暗い屋上ではセルの温度が 25℃以上に上昇することがあります。細胞は水によって冷却することもできるため、より効果的になります。

これらの研究者らは最近、フレキシブル太陽電池の使用も発見しました。これらのパネルは水没に耐えることができ、非常に軽量です。車に轢かれても大丈夫です。彼らの研究は、Eni-MIT Alliance Solar Frontiers Programによってサポートされています。彼らはまた、太陽電池をテストする新しい方法を開発することもできました。

太陽光発電パネルに関する最新の研究は、より効率的で、より安価で、より耐久性のある技術の開発に焦点を当てています。これらの研究活動は、米国および世界中の幅広いグループによって実施されています。最も有望な技術には、第 2 世代の薄膜太陽電池とフレキシブル太陽電池が含まれます。