Het nieuwste onderzoek naar fotovoltaïsche panelen

Momenteel werken onderzoekers aan drie hoofdgebieden van fotovoltaïsch onderzoek: kristallijn silicium, perovskieten en flexibele zonnecellen.De drie gebieden zijn complementair aan elkaar en hebben het potentieel om de fotovoltaïsche technologie nog efficiënter te maken.

Kristallijn silicium is het meest gebruikte halfgeleidende materiaal in zonnepanelen.De efficiëntie ligt echter ver onder de theoretische limiet.Daarom zijn onderzoekers zich gaan concentreren op de ontwikkeling van geavanceerde kristallijne PV's.Het National Renewable Energy Laboratory richt zich momenteel op de ontwikkeling van III-V-multijunctiematerialen waarvan wordt verwacht dat ze een efficiëntieniveau tot 30% zullen hebben.

Perovskieten zijn een relatief nieuw type zonnecel waarvan onlangs is aangetoond dat ze effectief en efficiënt zijn.Deze materialen worden ook wel 'fotosynthetische complexen' genoemd.Ze zijn gebruikt om de efficiëntie van zonnecellen te verhogen.De verwachting is dat ze binnen enkele jaren op de markt zullen worden gebracht.Vergeleken met silicium zijn perovskieten relatief goedkoop en hebben ze een breed scala aan potentiële toepassingen.

Perovskieten kunnen worden gecombineerd met siliciummaterialen om een ​​effectieve en duurzame zonnecel te creëren.Perovskiet-kristalzonnecellen kunnen 20 procent efficiënter zijn dan silicium.Perovskiet- en Si-PV-materialen hebben ook recordefficiëntieniveaus laten zien van wel 28 procent.Bovendien hebben onderzoekers bifaciale technologie ontwikkeld waarmee de zonnecellen energie van beide zijden van het paneel kunnen oogsten.Dit is vooral gunstig voor commerciële toepassingen, omdat er geld wordt bespaard op de installatiekosten.

Naast perovskieten onderzoeken onderzoekers ook materialen die kunnen fungeren als ladingsdragers of lichtabsorbeerders.Deze materialen kunnen ook helpen om zonnecellen zuiniger te maken.Ze kunnen ook helpen om panelen te maken die minder gevoelig zijn voor beschadigingen.

Onderzoekers werken momenteel aan het creëren van een uiterst efficiënte Tandem Perovskiet-zonnecel.Deze cel zal naar verwachting in de komende jaren op de markt worden gebracht.De onderzoekers werken samen met het Amerikaanse ministerie van Energie en de National Science Foundation.

Daarnaast werken onderzoekers ook aan nieuwe methoden om zonne-energie in het donker te oogsten.Deze methoden omvatten zonnedestillatie, waarbij de warmte van het paneel wordt gebruikt om water te zuiveren.Deze technieken worden getest aan Stanford University.

Onderzoekers onderzoeken ook het gebruik van thermoradiatieve PV-apparaten.Deze apparaten gebruiken de warmte van het paneel om 's nachts elektriciteit op te wekken.Deze technologie kan vooral nuttig zijn in koude klimaten waar de paneelefficiëntie beperkt is.Op een donker dak kan de temperatuur van de cellen oplopen tot ruim 25 graden Celsius.De cellen kunnen ook worden gekoeld met water, waardoor ze effectiever zijn.

Deze onderzoekers hebben onlangs ook het gebruik van flexibele zonnecellen ontdekt.Deze panelen zijn bestand tegen onderdompeling in water en zijn extreem licht van gewicht.Ze zijn ook bestand tegen overreden worden door een auto.Hun onderzoek wordt ondersteund door het Eni-MIT Alliance Solar Frontiers Program.Ook hebben ze een nieuwe methode kunnen ontwikkelen om PV-cellen te testen.

Het nieuwste onderzoek naar fotovoltaïsche panelen is gericht op het ontwikkelen van technologieën die efficiënter, goedkoper en duurzamer zijn.Deze onderzoeksinspanningen worden uitgevoerd door een breed scala aan groepen in de Verenigde Staten en over de hele wereld.Tot de meest veelbelovende technologieën behoren dunnefilmzonnecellen van de tweede generatie en flexibele zonnecellen.