การวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์

ปัจจุบัน นักวิจัยกำลังทำงานในการวิจัยด้านเซลล์แสงอาทิตย์สามส่วนหลัก ได้แก่ ผลึกซิลิคอน เปอร์รอฟสกี้ และเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่นพื้นที่ทั้งสามเป็นส่วนเสริมซึ่งกันและกัน และมีศักยภาพที่จะทำให้เทคโนโลยีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

ผลึกซิลิคอนเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้กันมากที่สุดในแผงโซลาร์เซลล์อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของมันต่ำกว่าขีดจำกัดทางทฤษฎีมากดังนั้น นักวิจัยจึงเริ่มมุ่งเน้นไปที่การพัฒนา PV แบบผลึกขั้นสูงห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติกำลังมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวัสดุ multijunction III-V ที่คาดว่าจะมีระดับประสิทธิภาพสูงถึง 30%

เพอรอฟสกี้เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดใหม่ที่เพิ่งแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพและประสิทธิผลวัสดุเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่า "สารเชิงซ้อนสังเคราะห์แสง"ถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์คาดว่าจะเริ่มจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ภายในไม่กี่ปีข้างหน้าเมื่อเปรียบเทียบกับซิลิคอน เพอร์รอฟสกี้มีราคาไม่แพงนักและมีศักยภาพในการใช้งานได้หลากหลาย

Perovskites สามารถใช้ร่วมกับวัสดุซิลิกอนเพื่อสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพและทนทานเซลล์แสงอาทิตย์แบบคริสตัล Perovskite มีประสิทธิภาพมากกว่าซิลิคอนถึง 20 เปอร์เซ็นต์วัสดุ Perovskite และ Si-PV ยังแสดงระดับประสิทธิภาพเป็นประวัติการณ์สูงถึง 28 เปอร์เซ็นต์นอกจากนี้ นักวิจัยยังได้พัฒนาเทคโนโลยีสองหน้าที่ช่วยให้เซลล์แสงอาทิตย์สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานจากทั้งสองด้านของแผงได้สิ่งนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ เนื่องจากช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง

นอกจากเพอร์รอฟสกี้แล้ว นักวิจัยยังสำรวจวัสดุที่สามารถทำหน้าที่เป็นตัวพาประจุหรือตัวดูดซับแสงได้วัสดุเหล่านี้ยังสามารถช่วยให้โซลาร์เซลล์ประหยัดมากขึ้นอีกด้วยนอกจากนี้ยังสามารถช่วยสร้างแผงที่เสี่ยงต่อความเสียหายน้อยกว่าอีกด้วย

ขณะนี้นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite แบบ Tandem Perovskite ที่มีประสิทธิภาพสูงเซลล์นี้คาดว่าจะเริ่มจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้านักวิจัยกำลังร่วมมือกับกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาและมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ

นอกจากนี้ นักวิจัยยังกำลังศึกษาวิธีการใหม่ๆ ในการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ในความมืดอีกด้วยวิธีการเหล่านี้รวมถึงการกลั่นด้วยแสงอาทิตย์ ซึ่งใช้ความร้อนจากแผงเพื่อทำให้น้ำบริสุทธิ์เทคนิคเหล่านี้กำลังได้รับการทดสอบที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด

นักวิจัยยังกำลังตรวจสอบการใช้อุปกรณ์ PV แบบใช้ความร้อนอุปกรณ์เหล่านี้ใช้ความร้อนจากแผงเพื่อผลิตไฟฟ้าในเวลากลางคืนเทคโนโลยีนี้สามารถเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในสภาพอากาศหนาวเย็นซึ่งประสิทธิภาพของแผงมีจำกัดอุณหภูมิของเซลล์สามารถเพิ่มได้มากกว่า 25 องศาเซลเซียสบนหลังคาที่มืดเซลล์ยังสามารถระบายความร้อนด้วยน้ำได้ ซึ่งทำให้เซลล์มีประสิทธิภาพมากขึ้น

นักวิจัยเหล่านี้ยังได้ค้นพบการใช้เซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่นอีกด้วยแผงเหล่านี้สามารถทนต่อการจมอยู่ในน้ำและมีน้ำหนักเบามากพวกเขายังสามารถทนต่อการถูกรถทับได้การวิจัยของพวกเขาได้รับการสนับสนุนจากโครงการ Eni-MIT Alliance Solar Frontiersพวกเขายังสามารถพัฒนาวิธีใหม่ในการทดสอบเซลล์ PV ได้อีกด้วย

การวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ราคาถูกลง และทนทานมากขึ้นความพยายามในการวิจัยเหล่านี้ดำเนินการโดยกลุ่มต่างๆ มากมายในสหรัฐอเมริกาและทั่วโลกเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุด ได้แก่ เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางรุ่นที่สองและเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น