Naujausi fotovoltinių plokščių tyrimai

Šiuo metu mokslininkai dirba su trimis pagrindinėmis fotoelektros tyrimų sritimis: kristaliniu siliciu, perovskitais ir lanksčiais saulės elementais.Šios trys sritys viena kitą papildo ir gali padaryti fotovoltinę technologiją dar efektyvesnę.

Kristalinis silicis yra dažniausiai naudojama puslaidininkinė medžiaga saulės kolektoriuose.Tačiau jo efektyvumas yra daug mažesnis už teorinę ribą.Todėl mokslininkai pradėjo sutelkti dėmesį į pažangių kristalinių PV kūrimą.Nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija šiuo metu daugiausia dėmesio skiria III-V daugiasandarinių medžiagų kūrimui, kurių efektyvumo lygis turėtų siekti iki 30%.

Perovskitai yra palyginti naujas saulės elementų tipas, kuris neseniai buvo įrodytas kaip efektyvus ir efektyvus.Šios medžiagos taip pat vadinamos „fotosintezės kompleksais“.Jie buvo naudojami saulės elementų efektyvumui padidinti.Tikimasi, kad jie bus komercializuoti per ateinančius kelerius metus.Palyginti su siliciu, perovskitai yra santykinai nebrangūs ir turi platų pritaikymo spektrą.

Perovskitus galima derinti su silicio medžiagomis, kad būtų sukurtas efektyvus ir patvarus saulės elementas.Perovskito kristaliniai saulės elementai gali būti 20 procentų efektyvesni nei silicio.Perovskito ir Si-PV medžiagos taip pat parodė rekordinį efektyvumo lygį iki 28 proc.Be to, mokslininkai sukūrė bifacialinę technologiją, kuri leidžia saulės elementams surinkti energiją iš abiejų skydelio pusių.Tai ypač naudinga komercinėms reikmėms, nes sutaupoma pinigų, susijusių su įrengimo išlaidomis.

Be perovskitų, mokslininkai taip pat tiria medžiagas, kurios gali veikti kaip krūvininkai arba šviesos sugėrikliai.Šios medžiagos taip pat gali padėti taupyti saulės elementus.Jie taip pat gali padėti sukurti plokštes, kurios yra mažiau pažeidžiamos.

Šiuo metu mokslininkai kuria itin efektyvų Tandem Perovskite saulės elementą.Tikimasi, kad ši ląstelė bus parduodama per ateinančius porą metų.Tyrėjai bendradarbiauja su JAV Energetikos departamentu ir Nacionaliniu mokslo fondu.

Be to, mokslininkai taip pat kuria naujus saulės energijos surinkimo tamsoje būdus.Šie metodai apima saulės distiliavimą, kuris naudoja skydo šilumą vandeniui išvalyti.Šie metodai yra išbandomi Stanfordo universitete.

Mokslininkai taip pat tiria termoradiacinių PV prietaisų naudojimą.Šie prietaisai naudoja skydo šilumą elektros energijai gaminti naktį.Ši technologija gali būti ypač naudinga šalto klimato sąlygomis, kur plokščių efektyvumas yra ribotas.Ant tamsaus stogo elementų temperatūra gali pakilti iki daugiau nei 25°C.Ląstelės taip pat gali būti vėsinamos vandeniu, todėl jos tampa efektyvesnės.

Šie mokslininkai taip pat neseniai atrado lanksčių saulės elementų naudojimą.Šios plokštės gali atlaikyti panardinimą į vandenį ir yra itin lengvos.Jie taip pat gali atlaikyti pervažiavimą automobilio.Jų tyrimus remia „Eni-MIT Alliance Solar Frontiers“ programa.Jie taip pat sugebėjo sukurti naują PV ląstelių tyrimo metodą.

Naujausi fotovoltinių plokščių tyrimai yra skirti efektyvesnių, pigesnių ir patvaresnių technologijų kūrimui.Šiuos tyrimus vykdo įvairios grupės Jungtinėse Valstijose ir visame pasaulyje.Perspektyviausios technologijos apima antros kartos plonasluoksnius saulės elementus ir lanksčius saulės elementus.