Nghiên cứu mới nhất về tấm quang điện

Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu ba lĩnh vực quang điện chính: silicon tinh thể, perovskites và pin mặt trời linh hoạt.Ba lĩnh vực này bổ sung cho nhau và chúng có tiềm năng làm cho công nghệ quang điện trở nên hiệu quả hơn nữa.

Silicon tinh thể là vật liệu bán dẫn được sử dụng phổ biến nhất trong các tấm pin mặt trời.Tuy nhiên, hiệu quả của nó thấp hơn nhiều so với giới hạn lý thuyết.Do đó, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu tập trung vào phát triển các tấm PV tinh thể tiên tiến.Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia hiện đang tập trung phát triển các vật liệu đa tiếp nối III-V được kỳ vọng có mức hiệu suất lên tới 30%.

Perovskites là một loại pin mặt trời tương đối mới gần đây đã được chứng minh là có hiệu quả và hiệu quả.Những vật liệu này còn được gọi là "phức hợp quang hợp".Chúng đã được sử dụng để tăng hiệu quả của pin mặt trời.Dự kiến ​​chúng sẽ được thương mại hóa trong vài năm tới.So với silicon, perovskite tương đối rẻ tiền và có nhiều ứng dụng tiềm năng.

Perovskite có thể kết hợp với vật liệu silicon để tạo ra pin mặt trời hiệu quả và bền bỉ.Pin mặt trời tinh thể Perovskite có thể hiệu quả hơn 20% so với silicon.Vật liệu Perovskite và Si-PV cũng cho thấy mức hiệu suất kỷ lục lên tới 28%.Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã phát triển công nghệ hai chiều cho phép pin mặt trời thu năng lượng từ cả hai mặt của tấm pin.Điều này đặc biệt có lợi cho các ứng dụng thương mại vì nó tiết kiệm chi phí lắp đặt.

Ngoài perovskite, các nhà nghiên cứu cũng đang khám phá các vật liệu có thể hoạt động như chất mang điện tích hoặc chất hấp thụ ánh sáng.Những vật liệu này cũng có thể giúp sản xuất pin mặt trời tiết kiệm hơn.Chúng cũng có thể giúp tạo ra các tấm ít bị hư hại hơn.

Các nhà nghiên cứu hiện đang nỗ lực tạo ra pin mặt trời Tandem Perovskite cực kỳ hiệu quả.Tế bào này dự kiến ​​sẽ được thương mại hóa trong vài năm tới.Các nhà nghiên cứu đang hợp tác với Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và Quỹ Khoa học Quốc gia.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu các phương pháp mới để thu năng lượng mặt trời trong bóng tối.Những phương pháp này bao gồm chưng cất bằng năng lượng mặt trời, sử dụng nhiệt từ tấm pin để lọc nước.Những kỹ thuật này đang được thử nghiệm tại Đại học Stanford.

Các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu việc sử dụng các thiết bị PV bức xạ nhiệt.Các thiết bị này sử dụng nhiệt từ tấm pin để tạo ra điện vào ban đêm.Công nghệ này có thể đặc biệt hữu ích ở vùng khí hậu lạnh, nơi hiệu suất của tấm pin bị hạn chế.Nhiệt độ của tế bào có thể tăng lên hơn 25 độ C trên mái nhà tối.Các tế bào cũng có thể được làm mát bằng nước, giúp chúng hoạt động hiệu quả hơn.

Các nhà nghiên cứu này gần đây cũng đã phát hiện ra việc sử dụng pin mặt trời linh hoạt.Những tấm này có thể chịu được ngâm trong nước và cực kỳ nhẹ.Họ cũng có thể chịu đựng được việc bị ô tô cán qua.Nghiên cứu của họ được hỗ trợ bởi Chương trình Biên giới Mặt trời của Liên minh Eni-MIT.Họ cũng đã có thể phát triển một phương pháp mới để thử nghiệm tế bào PV.

Nghiên cứu mới nhất về tấm quang điện tập trung vào phát triển các công nghệ hiệu quả hơn, ít tốn kém hơn và bền hơn.Những nỗ lực nghiên cứu này đang được thực hiện bởi nhiều nhóm ở Hoa Kỳ và trên toàn thế giới.Các công nghệ hứa hẹn nhất bao gồm pin mặt trời màng mỏng thế hệ thứ hai và pin mặt trời linh hoạt.