Under senare år har det skett en ökande utveckling inom solenergiteknik. Mer pålitliga kraftplattformar för kommersiella krage blir mer tillgängliga i området till lägre priser än någonsin tidigare. Solenergirörelsen närmar sig fortfarande mognad och lovar spännande utvecklingar i framtiden.
Fotokredit: steved_np3 / Shutterstock.com
Soltekniken har gjort stora framsteg på bara några år. Den senaste utvecklingen inkluderar:
- Solpaneler som samlar energi på natten
- De första kommersiellt tillgängliga perovskitbaserade solcellerna.
Dessa framsteg kommer sannolikt att fortsätta under de närmaste åren och har föranletts av ökad medvetenhet om potentiell miljökollaps, energiosäkerhet och stigande levnadskostnader.
När fler experimentella solceller går mot kommersialisering, och fler inhemska och industriella konsumenter gör bytet, kommer branschen som helhet att fortsätta att öka takten i framstegen och bidra väsentligt till våra kollektiva ansträngningar för att minska beroendet av fossila bränslen.
Solcellseffektivitet
Solceller – de solcellskomponenter i solpaneler som omvandlar solljus till elektricitet – blir mer effektiva för varje år. Men forskare fortsätter att forska i solcellseffektivitet för att göra dem kapabla att producera mer el under samma förhållanden som deras mindre effektiva motsvarigheter.
Ett team vid US National Renewable Energy Laboratory (NREL) lyfte nyligen fram en rekordsolcellseffektivitet på 39,5 % under naturliga ljusförhållanden.
Cellens effektivitet och enkla design gör den särskilt väl lämpad för applikationer med hög yta, där en liten panel genererar mycket elektricitet (som i framtida flygplan).
Det är också tillämpligt i rymdtillämpningar med låg strålning, där det finns mindre energi i solens strålar än vad det finns på jorden. Här uppnådde cellen fortfarande en omvandlingseffektivitet på 34,2 %.
Studien publicerades 2022 i tidskriften Joulevisade den rekordstora effektiviteten med en inverterad metamorf multijunction (IMM)-arkitektur utvecklad av NREL.
Effektiviteten uppnåddes efter att forskare undersökt kvantväggssolceller och manipulerat flera 2D-lager. Forskare bäddade in en kvantväggcell i en IMM-enhet med tre korsningar var och en inställd för olika våglängder av solenergispektrumet.
Solenergi På Natten
Utstrålad energi från solen värmer planetens skorpa kraftigt under dagen. Men i allmänhet går energi förlorad till atmosfären och det kalla omgivande utrymmet.
I ny forskning publicerad i tidskriften ACS Fotonikett team av fotovoltaikingenjörer vid UNSW Sydney, Australien, demonstrerade en framgångsrik testkörning av sin nya enhet, som kan omvandla denna värmeenergi till elektricitet.
En kraftgenererande enhet som kallas en termostrålningsdiod användes, som fungerar med infraröd energi på ett liknande sätt som nattsynsglasögon, men uppskalad.
Kommersiellt tillgängliga Perovskite solceller
Perovskite användes för första gången i en solcell 2009. Forskare vid University of Manchester i Storbritannien släppte detaljer om en ny rekordstor perovskitcell 2016.
Perovskitkristaller är ungefär en femtedel effektivare än kisel när de omvandlar solens energi till elektricitet. De första perovskitbaserade panelerna var dock oöverkomligt ömtåliga och hade en kort livslängd.
Ingenjörer från Princeton University publicerade nyligen en artikel i Vetenskap som introducerade den första perovskite-solcellen med en kommersiellt gångbar livslängd. Detta är ett viktigt steg mot att göra perovskite solceller till en standardarmatur i solcellsinstallationer över hela världen.
Ingenjörerna tror att enheten kan arbeta med högre effektivitet än standard för den nuvarande solenergiindustrin i minst 30 år. Den nuvarande satsen av kommersiell solenergiteknik når bara en maximal livslängd på cirka 20 år.
Förutom att vara mycket hållbar, uppfyller perovskite-enheten också och överträffar effektivitetsstandarder för solpaneler. Kiselbaserade solceller har dominerat solenergimarknaden sedan de först introducerades 1954, men den nya perovskitcellen kan komma att markera slutet på kiselns solöverhöghet.
Perovskitkristaller kan tillverkas vid rumstemperatur och med betydligt mindre energi än kisel. Det gör dem billigare att producera och mer hållbara.
På grund av sin flexibilitet – i motsats till kiselets styvhet och opacitet – kan perovskitkristaller också användas för böjda, bågformade eller kupolformade solpaneler.
Princeton-ingenjörerna visade hur perovskites bräcklighet kunde övervinnas med en ny accelererad åldringsteknik som kunde utöka solcellspotentialen bortom kiselets gränser.
Framtiden för solcellsteknik
Framsteg inom solcellstekniken visar inga tecken på att sakta ner. Mycket effektiva, låga kostnader och lättinstallerbara (lätt, flexibla) solpaneler kanske bara är några år borta från marknaden.
Referenser och vidare läsning
Frankrike, RM, et al. (2022) Trippelövergångssolceller med 39,5 % markbunden och 34,2 % utrymmeseffektivitet möjliggjort av tjocka kvantbrunnars supergitter. Joule. doi.org/10.1016/j.joule.2022.04.024.
Neil, MP et al. (2022) Termoradiativ effektomvandling från HgCdTe-fotodioder och deras strömspänningsegenskaper. ACS Fotonik. doi.org/10.1021/acsphotonics.2c00223.
Zhao, X., et al. (2022) Accelererat åldrande av helt oorganiska, gränssnittsstabiliserade perovskitsolceller. Vetenskap. doi.org/10.1126/science.abn5679.
Friskrivningsklausul: De åsikter som uttrycks här är de av författaren som uttrycks i sin privata egenskap och representerar inte nödvändigtvis åsikterna från AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, ägaren och operatören av denna webbplats. Denna ansvarsfriskrivning utgör en del av användarvillkoren för denna webbplats.
