پنل های خورشیدی با بالاترین کیفیت - مشکی، تک کریستالی! افزایش عملکرد پنل های خورشیدی مقایسه کارایی پنل های خورشیدی

کارآمدترین پنل های خورشیدی برای خانه امروزه چیزی فوق العاده غیرمعمول و جدید نیستند، بلکه به سادگی یک منبع جایگزین عالی برای انرژی هستند. اما هر چه دستگاه هایی از این نوع بیشتر در بازار ظاهر شوند، مردم بیشتر از خود می پرسند: کدام یک را انتخاب کنم؟ کدام پنل خورشیدی کارآمدتر است؟ اما برای همه این مفهوم به طرق مختلف به نظر می رسد ، زیرا با تعدادی از نیازهای فردی مشخص می شود و ما در مورد این بیشتر صحبت خواهیم کرد.

برای شروع، سوال اصلی نباید این باشد که "کارآمدترین پنل های خورشیدی کدامند؟"، بلکه " بهترین ترکیب قیمت و کیفیت کجاست؟» فرض کنید یک فضای خالی در پشت بام خانه یا محل کار خود دارید، که می توانید حدود دوازده پنل خورشیدی را در آن قرار دهید، و خودتان با یک انتخاب روبرو هستید: خرید دستگاه هایی با اولین کلاس بهره وری انرژی، یعنی «A "، یا به پانل های کلاس "B" ارزان تر، اما کارآمدتر ترجیح دهید؟ شاید پاسخ شما را شگفت زده کند، اما گزینه دوم در بیشتر موارد مناسب تر خواهد بود. به بیان ساده، وظیفه اصلی ما در حال حاضر این است که تعیین کنیم کدام یک از منابع انرژی خورشیدی برای استفاده در یک موقعیت خاص مفیدتر است.

مدل هایی از کم مصرف ترین پنل های خورشیدی

• تیز. شاخص کارایی برای مدل های این شرکت 44.4 درصد است. شرکت سازنده شارپ به عنوان رهبر مطلق جهان در تولید پنل های خورشیدی در نظر گرفته می شود. این دستگاه ها کاملاً پیچیده هستند، ماژول های خورشیدی در اینجا سه ​​لایه هستند، تولید کنندگان چندین سال را صرف توسعه فناوری برای ایجاد آنها کرده اند، در این مدت آنها تحقیقات و آزمایش های زیادی را روی محصولات خود انجام داده اند. مدل های ساده شده دیگری نیز وجود دارد. فناوری مورد استفاده برای ایجاد برخی از پانل های شارپ بازدهی 37.9٪ را برای آنها فراهم می کند که بسیار زیاد است. قیمت دستگاه ها به دلیل عدم استفاده از تجهیزات فنی برای تمرکز نور خورشید بر روی ماژول کمتر است.
• پانل های موسسه تحقیقاتی اسپانیا (IES). راندمان کار آنها 32.6 درصد است. چنین پانل های خورشیدی با راندمان بالا مدرن دستگاه هایی با ماژول های دو لایه هستند، هزینه چنین منبع انرژی در مقایسه با سازنده قبلی کم است، اما برای ساختمان های مسکونی معمولی هنوز هم بسیار گران و به نوعی بی معنی است.

در واقع با در نظر گرفتن مدل‌های ارزان‌تر و ارزان‌تر با کاهش کارایی، می‌توان این فهرست را برای مدت طولانی ادامه داد. اما همه چیز استاندارد باقی می ماند: راندمان بالا - قیمت مناسب، راندمان پایین - ارزان است. این اتفاق می افتد که مدل های کاملاً ساده با قیمت دیوانه کننده ارائه می شوند ، هنگام انتخاب متوجه این خواهید شد ، اما به موضوع ما برگردیم.

تولید کنندگان معروف ماژول خورشیدی

این عقیده وجود دارد که امروزه زمان کمتر و کمتری به مطالعه عملکرد پانل های خورشیدی اختصاص می یابد و مطالعه فتوسل های خاصی که اجزای اصلی هر باتری جایگزین هستند، مورد توجه قرار گرفته است. اما نکته اینجاست که هیچ کس علاقه ای به پنل های با ماژول های خورشیدی ضعیف نخواهد داشت، زیرا اکثر خریداران در وهله اول به این موضوع توجه می کنند. در بازار قدیمی همین ماژول ها، رهبران قبلاً شناسایی شده اند، شایان ذکر است.

1. یکی از اولین کسانی است که دستگاه هایی با راندمان 36 درصد را فراخوان می کند که توسط این شرکت تولید می شوند آمونیکسکه محصولات آن تقریبا در هر فروشگاهی با اجناس از این دست موجود است. برای مصارف خانگی، چنین ماژول های Amonix معمولاً استفاده نمی شوند، زیرا با استفاده از دستگاه های متمرکز کننده خاص تولید می شوند.
2. عبور از ماژول های خورشیدی با شاخص بهره وری انرژی 21.5٪ غیرممکن است، سازنده آنها یک برند مشهور آمریکایی است. نیروی خورشیدکه برای مدت طولانی در بازار وجود داشته است. این بنگاه تا حدودی موفق به ثبت یک نوع رکورد بازدهی شد. به عنوان مثال، مدل Sun Power SPR-327NE-WHT-D پس از آزمایش میدانی به عنوان بهترین شناخته شد. همچنین دو جایگاه بعدی در رتبه بندی لیست برترین ها نیز در اختیار محصولات این شرکت قرار گرفت.
3. بیایید به ماژول های لایه نازک با بازده 17.4٪ نیز فکر کنیم - محصولی از سلول های Q. در برهه‌ای، دستگاه‌های این شرکت آلمانی دیگر محبوبیت و تقاضای خود را از دست دادند، Q-Cells ورشکست شد، اما سپس توسط شرکت کره‌ای Hanwha خریداری شد و امروز ماژول‌های برند دوباره از نظر فروش شتاب بیشتری می‌گیرند.
4. ما بیشتر حرکت می کنیم، یعنی به سمت ماژول های خورشیدی با کارایی کمتر. 16.1٪ دستگاه هایی را به ما می دهند اولین خورشیدی، آنها بر اساس یک تبدیل خاص کادمیوم-تلوریم تولید می شوند. دستگاه هایی از این نوع بر روی ساختمان های مسکونی نصب نمی شوند، اما این به هیچ وجه بر گردش مالی شرکت تأثیر نمی گذارد و بسیار گسترده است. First Solar در بازار آمریکا محبوبیت بیشتری دارد: خود شرکت از ایالات متحده آمریکا می آید. ماژول های این برند در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند، بنابراین این شرکت گردش مالی عالی دارد و به رسمیت شناخته شده است، زیرا محصولی واقعا قابل اعتماد ایجاد می کند.
5. به عنوان آخرین نمونه در اینجا ماژول های خورشیدی با بازده 15.5 درصد از شرکتی به نام MiaSole. دستگاه های این برند در بین ماژول های انعطاف پذیر بهترین شناخته می شوند. بله، دستگاه های اسمی از این نوع گاهی اوقات به سادگی برای نصب در سازه های مختلف ضروری هستند.

هنگامی که به دنبال پنل های خورشیدی قدرتمند برای یک خانه یا یک سالن تولید بزرگ هستید، نه تنها بر اساس نسبت قیمت به کیفیت، بلکه توسط برند نیز هدایت شوید. در چنین مسائل جدی باید به تولیدکنندگانی که خود را بهترین هستند، اعتماد کرد. اگر در مونتاژ و نصب پنل های خورشیدی متخصص نیستید، هر چقدر هم که در انتخاب دقت کنید، بررسی هر مدل از نظر استحکام، دوام، صرفه جویی و سایر پارامترها غیرممکن است، بنابراین بهتر است به نام آن اعتماد کنید. .

تا به امروز، آزمایش های زیادی نیز انجام شده است، نتایج آنها قطعا می تواند به شما کمک کند. هنگام جستجوی پنل های خورشیدی، همچنین بر نیازها و توان پرداختی خود تمرکز کنید - نیازی به نصب دستگاهی در یک ساختمان مسکونی نیست که توسعه آن برای ناسا ساخته شده است.

دارنده رکورد از نظر کارایی در بین باتری‌های خورشیدی، از هر طریقی که امروزه در بازار موجود است، توسط مؤسسه سیستم‌های انرژی خورشیدی انجمن Fraunhofer در آلمان، باتری‌های خورشیدی مبتنی بر سلول‌های فتوولتائیک چند لایه ایجاد شده‌اند. از سال 2005، Soitec آنها را تجاری می کند.

اندازه سلول‌های خورشیدی از 4 میلی‌متر تجاوز نمی‌کند و تمرکز نور خورشید بر روی آنها با استفاده از عدسی‌های متمرکز کمکی به دست می‌آید که به همین دلیل نور اشباع شده خورشید با راندمان تا 47 درصد به برق تبدیل می‌شود.

باتری شامل چهار اتصال p-n است تا چهار بخش مختلف فتوسل بتوانند به طور موثر تابش را با طول موج مشخصی از نور خورشید متمرکز شده 297.3 برابر در محدوده طول موج مادون قرمز تا فرابنفش دریافت و تبدیل کنند.

محققان به رهبری فرانک دیمیروت در ابتدا وظیفه رشد یک کریستال چند لایه را بر عهده گرفتند و راه حل پیدا شد - آنها بسترهای رشد را به هم متصل کردند و نتیجه یک کریستال با لایه های نیمه هادی مختلف با چهار زیرسلول فتوولتائیک بود.

سلول‌های فتوولتائیک چندلایه مدت‌هاست در فضاپیماها مورد استفاده قرار می‌گرفتند، اما اکنون ایستگاه‌های خورشیدی مبتنی بر آنها در 18 کشور جهان راه‌اندازی شده‌اند. این امر به دلیل بهبود و کاهش هزینه های فناوری امکان پذیر می شود. در نتیجه، تعداد کشورهایی که با ایستگاه‌های خورشیدی جدید عرضه می‌شوند افزایش می‌یابد و روند رقابت در بازار صنعتی خورشیدی وجود دارد.

در رتبه دوم پانل های خورشیدی مبتنی بر فتوسل سه لایه شارپ قرار دارند که راندمان آنها به 44.4 درصد رسیده است. ایندیم-گالیوم فسفید اولین لایه سلول خورشیدی، آرسنید گالیم لایه دوم و ایندیم-گالیوم آرسنید لایه سوم است. این سه لایه توسط یک دی الکتریک از هم جدا می شوند که برای دستیابی به اثر تونل عمل می کند.

غلظت نور بر روی فتوسل به لطف لنز فرنل مانند توسعه دهندگان آلمانی به دست می آید - نور خورشید 302 بار متمرکز شده و توسط یک فوتوسل نیمه هادی سه لایه تبدیل می شود.

شارپ از سال 2003 به طور مداوم تحقیقات علمی در مورد توسعه این فناوری را با حمایت NEDO، یک سازمان دولتی ژاپنی که به ترویج تحقیق و توسعه و همچنین انتشار فناوری های صنعتی، انرژی و محیطی می پردازد، انجام داده است. شارپ تا سال 2013 به رکورد 44.4 درصدی دست یافت.

دو سال قبل از شارپ، در سال 2011، شرکت آمریکایی Solar Junction قبلاً باتری‌های مشابهی را عرضه کرده بود، اما با بازده 43.5 درصد، ابعاد عناصر آن 5 در 5 میلی‌متر بود و فوکوس نیز توسط لنزها انجام می‌شد. نور خورشید 400 بار سلول‌های فتوولتائیک سه اتصالی بر پایه ژرمانیوم بودند و این گروه حتی برنامه‌ریزی کردند که فتوسل‌های پنج و شش پیوندی ایجاد کنند تا بتوانند طیف را بهتر جذب کنند. تحقیقات تا به امروز توسط این شرکت در حال انجام است.

بنابراین، پنل های خورشیدی ساخته شده در ترکیب با متمرکز کننده ها، که همانطور که می بینیم در اروپا، آسیا و آمریکا تولید می شوند، بالاترین راندمان را دارند. اما این باتری ها عمدتا برای ساخت نیروگاه های خورشیدی زمینی در مقیاس بزرگ و برای تامین انرژی کارآمد فضاپیماها ساخته می شوند.

اخیراً رکوردی در زمینه پنل های خورشیدی مصرفی معمولی به ثبت رسیده است که در دسترس اکثر افرادی است که می خواهند آنها را عرضه کنند، مثلاً سقف یک خانه.

در اواسط پاییز 2015، شرکت ایلان ماسک SolarCity کارآمدترین پنل های خورشیدی مصرفی را معرفی کرد که بازده آنها بیش از 22٪ است.

این شاخص با اندازه گیری های انجام شده توسط آزمایشگاه مرکز آزمایش انرژی های تجدید پذیر تأیید شد. کارخانه بوفالو در حال حاضر هدف تولید روزانه 9000 تا 10000 پنل خورشیدی را تعیین کرده است که مشخصات دقیق آن هنوز اعلام نشده است. این شرکت در حال حاضر قصد دارد سالانه حداقل 200000 خانه را با باتری های خود تامین کند.

واقعیت این است که فرآیند فناوری بهینه شده به شرکت اجازه می دهد تا هزینه تولید را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و در عین حال راندمان را 2 برابر در مقایسه با پانل های خورشیدی سیلیکونی مصرف کننده گسترده افزایش دهد. ماسک مطمئن است که پنل های خورشیدی او در آینده نزدیک محبوب ترین مورد بین صاحبان خانه خواهد بود.

اختراع جدیدی نیست بیش از نیم قرن است که بشر از تشعشعات خورشیدی برای تامین برق دستگاه ها و وسایل مختلف استفاده می کند. با این حال، باتری هایی از این نوع هنوز فراگیر نشده اند و دیگر حامل های انرژی را مجبور به خروج از بازار نکرده اند. یکی از دلایل این امر همیشه راندمان کافی پنل های خورشیدی نیست.

پنل خورشیدی یا باتری دستگاهی است که قادر است انرژی موجود در تابش خورشید را به الکتریسیته تبدیل کند.

به عوامل زیادی بستگی دارد:

• مواد؛
• آب و هوا؛
• نوع باتری.

پنل های خورشیدی با کارایی استاندارد به طور گسترده برای نیازهای شخصی استفاده می شود , تقریباً 20 درصد در نظر گرفته می شود. برای برخی از انواع دستگاه ها، این رقم بیشتر و برای برخی کمتر خواهد بود. اما این میانگین است. این مقدار نشان می دهد که چند درصد از نوری که به باتری برخورد کرده است به برق تبدیل شده است.

البته این یک تعریف بسیار تقریبی است اما در کل درست است. باتری هایی با راندمان 50 و حتی 100 درصد قبلاً در آزمایشگاه ها ساخته شده اند. اما در حال حاضر، اینها فقط نمونه های اولیه هستند.

پانل های سیلیکونی

راندمان ایده آل پنل های خورشیدی با استفاده از سیلیکون خالص به عنوان نیمه هادی 34 درصد از کل نور دریافتی است. باید در نظر داشت که در شرایط کم نور، با نور پراکنده، باتری ها نور کمتری می گیرند و شاخص کمی این 34 درصد کاهش می یابد.

• پانل های سیلیکونی در نور شدید عملکرد خوبی دارند، اما در نور پراکنده بی اثر هستند.
• پلی کریستال راندمان کمتری دارند، اما در شرایط نور کم عملکرد خوبی دارند.
• (فیلم نازک) پانل ها نیز در نور محیط بسیار موثر هستند.

پانل های هیبریدی

راندمان دستگاه های سیلیکونی نسبتاً پایین است، زیرا آنها فقط می توانند انرژی را در قسمت قرمز طیف دریافت کنند. انرژی آبی، پرانرژی ترین فوتون اشباع شده، بلا استفاده باقی می ماند. دانشمندان در سراسر جهان به طور فعال برای حل این مشکل کار می کنند.

یکی از گزینه های پیشنهادی استفاده از پنتاسن کربن معطر و ترکیب شیمیایی PbS است. این ترکیب به شما امکان می دهد الکترون های بیشتری دریافت کنید و در نتیجه انرژی بیشتری تولید کنید.

کارآمدترین پنل های خورشیدی سلول های چند لایه هستند که در آن هر لایه وظیفه خود را انجام می دهد. راندمان این باتری ها می تواند به 87 درصد برسد. اما در تولید انبوه هنوز از این فناوری ها استفاده نمی شود. با افزایش تعداد لایه ها، هزینه باتری نیز افزایش می یابد. برای دستیابی به راندمان 87 درصدی، باید یک باتری خورشیدی بسیار گران قیمت بسازید.

دستگاه های مبتنی بر پروسکایت معدنی بسیار امیدوار کننده هستند. اکنون آنها نسبت به سیلیکون کارایی کمتری دارند، اما این بیشتر به دلیل جدید بودن فناوری است. نتایج آزمایش های موجود نشان می دهد که در آینده آنها می توانند جایگاه اول را در بازار انرژی جایگزین کسب کنند.

کارایی پنل های خورشیدی به طور مستقیم به مکان آنها بستگی دارد. آنها باید با سطح کار رو به جنوب باشند و با زاویه ای برابر با عرض جغرافیایی نقطه ای که در آن قرار دارند متمایل شوند. تابلوها را نباید طوری قرار داد که مثلاً سایه ای از ساختمان همسایه روی آنها بیفتد.

مشکلی که در فصل زمستان با آن مواجه می شود، پوشاندن برف سطح کار است. به طور کلی، چند راه حل در اینجا وجود دارد: یا به صورت دستی تمیز کنید، یا زاویه شیب را تغییر دهید. یک وسیله مفید که می تواند کارایی باتری ها را افزایش دهد، ردیاب است که پانل را به دنبال خورشید می چرخاند.

مهم است که اطمینان حاصل شود که سیستم خیلی داغ نمی شود، زیرا گرمای بیش از حد اثر فوتوالکتریک را ضعیف می کند. با نصب باتری تهویه شده می توان از این امر جلوگیری کرد. گرد و غبار روی سطح کار نیز میزان انرژی تولید شده را کاهش می دهد. سیستم باید حداقل هر دو سال یکبار تمیز شود.

امروزه سردرگمی زیادی در مورد مفهوم کارایی یک منظومه شمسی وجود دارد که معیار مهمی برای هزینه آنهاست. مفهوم راندمان سلول خورشیدی به درصدی از نور خورشید که بر روی پانل می افتد، با استفاده بیشتر به برق تبدیل می شود. مواد مختلف برای پنل‌های خورشیدی بازده متفاوتی ایجاد می‌کنند، حتی شرکت‌های تولیدکننده یکسان بازده تبدیل متفاوتی دارند. افزایش بهره وری بهترین راه برای کاهش هزینه های انرژی خورشیدی است.

کارایی باتری خورشیدی بستگی به خلوص صفحاتی دارد که به عنوان مواد اولیه در ساخت استفاده می شود. علاوه بر این، بسیار مهم است که پانل از نوع تک کریستالی یا پلی کریستالی باشد. بیشتر شرکت‌های بزرگ تلاش خود را بر بهبود کارایی متمرکز می‌کنند تا هزینه‌های استفاده بی‌رحمانه از انرژی خورشیدی را کاهش دهند.

محدوده کارایی کلی سلول های خورشیدی را بر اساس انواع مختلف سلول ها و فناوری های مختلف در نظر بگیرید.

موارد زیر وجود دارد - سیلیکون چند کریستالی یا تک کریستالی. پنل های خورشیدی چندگانه بازده کمتری نسبت به باتری های تک کریستالی دارند.

راندمان یک سلول خورشیدی برای سیلیکون تک کریستالی معمولی می تواند از 12% تا 20% متغیر باشد. در موارد معمول نصب شده، راندمان محاسبه شده 15% است و به نوع عملکرد خود سیلیکون بستگی دارد. برخی از تولیدکنندگان جهان به منظور کاهش هزینه های خود و پیشی گرفتن از رقبا در این صنعت رقابتی، دائماً در حال بهبود کارایی هستند. برخی دیگر با استفاده از تولید در مقیاس بزرگ، کارایی سلول‌های خورشیدی کریستالی را به حداکثر می‌رسانند.

سلول های خورشیدی پلی کریستال هزینه کمتری نسبت به تک کریستال دارند و راندمان آن در محدوده 14-17 درصد است.

فناوری لایه نازک، برخلاف مواد کربن-سیلیکونی، دارای تعدادی مزیت است.

فناوری‌های سیلیکون آمورف C-Si کمترین میانگین راندمان را دارند، اما ارزان‌ترین هستند.

مس-ایندیم-گالیوم-سولفید (CIGS) و کادمیوم-تلوریم (Cd-Te) بیشترین پتانسیل را در بهبود کارایی دارند. بسیاری از تولیدکنندگان توسعه این فناوری را به جلو پیش می برند و یکی از بالاترین نرخ های کارایی مدل های خود را ارائه می دهند که آن را 19 درصد افزایش می دهد. آنها با استفاده از چندین روش، از جمله استفاده از پوشش های بازتابنده که می توانند نور بیشتری را از گوشه جذب کنند، به این ارزش دست یافتند.

اگر وابستگی را نه به مواد، بلکه به ابعاد کلی توجیه کنید، هر چه راندمان بالاتر باشد، سطح مورد نیاز سطح کار باتری ها کوچکتر است.

اگرچه میانگین درصد ممکن است کمی کم به نظر برسد، اما تعویض تجهیزات، دقیقاً در هنگام نصب، با قدرت کافی برای پوشش نیازهای انرژی آسان است.

عوامل موثر بر کارایی آرایه های خورشیدی عبارتند از:

جهت سطح نصب
سقف در حالت ایده آل باید رو به جنوب باشد، اما کیفیت طراحی اغلب می تواند جهت های دیگر را جبران کند.

زاویه شیب
ارتفاع و شیب سطح می تواند بر تعداد ساعات دریافت نور خورشید در یک روز متوسط ​​در طول سال تأثیر بگذارد. سیستم های تجاری بزرگ دارای سیستم های ردیابی خورشیدی هستند که به طور خودکار زاویه تابش خورشید را در طول روز تغییر می دهند. معمولا برای تاسیسات مسکونی استفاده نمی شود.

درجه حرارت
اکثر پانل ها در حین استفاده داغ می شوند. بنابراین، معمولاً باید کمی بالاتر از سطح سقف نصب شوند تا از جریان هوای خنک کننده کافی اطمینان حاصل شود.

سایه
در اصل، سایه دشمن انرژی خورشیدی است. هنگام انتخاب یک طرح نصب نامطلوب، حتی مقدار کمی سایه روی یک پانل می تواند تولید انرژی را در سایر عناصر متوقف کند. قبل از طراحی یک سیستم، تجزیه و تحلیل دقیق سایه انداز سطح نصب برای شناسایی اشکال احتمالی سایه و نور خورشید در طول سال انجام می شود. سپس تجزیه و تحلیل دقیق دیگری انجام می شود و نتایج به دست آمده را تأیید می کند.

پنل‌های خورشیدی معمولی با سیستم‌های خورشیدی با راندمان بالا در مقیاس صنعتی بر روی شمع‌هایی در ارتفاع 80 سانتی‌متری از سطح زمین، در جهت شرق به غرب، در امتداد حرکت خورشید، با زاویه 25 درجه نصب می‌شوند.

در سال های اخیر، انرژی خورشیدی با چنین سرعتی در حال توسعه بوده است.

اخیراً انرژی خورشیدی با چنان سرعتی در حال توسعه بوده است که طی 10 سال سهم برق خورشیدی در تولید برق سالانه جهان از 0.02 درصد در سال 2006 به تقریباً یک درصد در سال 2016 افزایش یافته است.

دام خورشیدی پارک بزرگترین SPP در جهان است. توان 850 مگاوات

ماده اصلی نیروگاه های خورشیدی سیلیکون است که ذخایر آن در زمین عملا تمام نشدنی است. یک مشکل - کارایی سلول های خورشیدی سیلیکونی چیزهای زیادی را برای دلخواه باقی می گذارد. کارآمدترین پنل های خورشیدی بازدهی بیش از 23 درصد ندارند. و میانگین نرخ بهره وری از 16٪ تا 18٪ است. بنابراین، محققان در سراسر جهان که در زمینه فتوولتائیک های خورشیدی فعالیت می کنند، در تلاش هستند تا مبدل های نور خورشیدی را از تصویر یک منبع برق گران قیمت آزاد کنند.

یک مبارزه واقعی برای ایجاد یک ابرسلول خورشیدی شکل گرفته است. معیارهای اصلی راندمان بالا و هزینه کم است. آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) در ایالات متحده حتی یک بولتن دوره ای منتشر می کند که نتایج موقت این مبارزه را منعکس می کند. و هر شماره برنده ها و بازنده ها، افراد خارجی و تازه کار را نشان می دهد که به طور تصادفی در این مسابقه شرکت کردند.

لیدر: سلول چند لایه خورشیدی

این مبدل های هلیوم مانند یک ساندویچ از مواد مختلف از جمله پروسکایت، سیلیکون و لایه های نازک هستند. هر لایه فقط نور با طول موج مشخصی را جذب می کند. در نتیجه، این سلول های هلیوم چند لایه به طور قابل توجهی انرژی بیشتری نسبت به سایرین برای سطح کاری برابر تولید می کنند.

رکورد بازدهی مبدل های نوری چندلایه در پایان سال 2014 توسط یک تیم تحقیقاتی مشترک آلمان و فرانسه به رهبری دکتر فرانک دیمروث در موسسه Fraunhofer برای سیستم های انرژی خورشیدی به دست آمد. بازده 46 درصد به دست آمد. این ارزش عملکرد فوق‌العاده توسط یک مطالعه مستقل در NMIJ/AIST، بزرگترین مرکز اندازه‌شناسی در ژاپن تأیید شده است.

سلول خورشیدی چند لایه راندمان - 46٪

این سلول ها از چهار لایه و عدسی تشکیل شده اند که نور خورشید را روی آنها متمرکز می کند. از معایب آن می توان به وجود ژرمانیوم در ساختار زیرلایه اشاره کرد که تا حدودی هزینه ماژول خورشیدی را افزایش می دهد. اما تمام کاستی‌های سلول‌های چندلایه در نهایت برطرف می‌شوند و محققان مطمئن هستند که در آینده نزدیک توسعه آنها از دیوار آزمایشگاه‌ها به دنیای بزرگ خارج خواهد شد.

تازه کار سال - پروسکایت

کاملاً غیر منتظره، یک تازه وارد، پروسکایت، در رقابت رهبران دخالت کرد. پروسکایت نام کلی تمام موادی است که ساختار کریستالی مکعبی خاصی دارند. اگرچه پروسکایت ها برای مدت طولانی شناخته شده بودند، تحقیقات روی سلول های خورشیدی ساخته شده از این مواد تنها بین سال های 2006 و 2008 آغاز شد. نتایج اولیه ناامید کننده بود: راندمان مبدل های نوری پروسکایت از 2٪ تجاوز نکرد. در عین حال، محاسبات نشان داد که این رقم می تواند یک مرتبه بزرگتر باشد. در واقع، پس از یک سری آزمایش های موفق، محققان کره ای در مارس 2016 بازده تایید شده 22٪ را دریافت کردند که به خودی خود به یک احساس تبدیل شده است.

سلول خورشیدی پروسکایت

مزیت سلول های پروسکایت این است که کار با آنها راحت تر و ساخت آنها نسبت به سلول های سیلیکونی مشابه راحت تر است. با تولید انبوه مبدل های نوری پروسکایت، قیمت یک وات برق می تواند به 0.10 دلار برسد. اما کارشناسان معتقدند تا زمانی که سلول‌های هلیوم پروسکایت به حداکثر بازدهی نرسیده و شروع به تولید در مقادیر صنعتی نکنند، می‌توان هزینه یک وات برق «سیلیکونی» را به میزان قابل توجهی کاهش داد و به همان سطح 0.10 دلار رسید.

تجربی: نقاط کوانتومی و سلول های خورشیدی آلی

این نوع مبدل نور خورشیدی هنوز در مراحل اولیه توسعه است و هنوز نمی توان آن را به عنوان رقیب جدی برای سلول های هلیوم موجود در نظر گرفت. با این وجود، توسعه دهنده - دانشگاه تورنتو - ادعا می کند که طبق محاسبات نظری، بازده سلول های خورشیدی مبتنی بر نانوذرات - نقاط کوانتومی - بالای 40٪ خواهد بود. ماهیت اختراع دانشمندان کانادایی این است که نانوذرات - نقاط کوانتومی - می توانند نور را در محدوده های مختلف طیف جذب کنند. با تغییر اندازه این نقاط کوانتومی، امکان انتخاب محدوده عملکرد بهینه فتو مبدل وجود خواهد داشت.

سلول خورشیدی بر اساس نقاط کوانتومی

و با توجه به اینکه این نانولایه را می توان با اسپری بر روی هر یک از جمله شفاف، پایه و چشم انداز امیدوارکننده ای در کاربرد عملی این کشف مشاهده کرد. و اگرچه امروزه در آزمایشگاه ها، هنگام کار با نقاط کوانتومی، شاخص کارایی تنها 11.5٪ به دست آمده است، هیچ کس در چشم انداز این جهت شک ندارد. و کار ادامه دارد.

پنجره خورشیدی - سلول های خورشیدی جدید با راندمان 50٪

پنجره خورشیدی از مریلند (ایالات متحده آمریکا) فناوری انقلابی "شیشه خورشیدی" را معرفی کرده است که اساساً ایده های سنتی در مورد پانل های خورشیدی را تغییر می دهد.

قبلاً گزارش هایی از فناوری های شفاف هلیوم منتشر شده است و همچنین این شرکت قول داده است که کارایی ماژول های خورشیدی را چندین برابر افزایش دهد. و همانطور که رویدادهای اخیر نشان داده است، اینها فقط وعده ها نبودند، بلکه 50 درصد راندمان بودند - دیگر فقط خوشحالی نظری محققان شرکت نیست. در حالی که سایر تولیدکنندگان به تازگی با نتایج معتدل تری وارد بازار شده اند، پنجره خورشیدی قبلاً تحولات واقعاً انقلابی خود را در زمینه فناوری فتوولتائیک هلیوم ارائه کرده است.

این پیشرفت ها راه را برای تولید سلول های خورشیدی شفاف با راندمان قابل توجهی بالاتر در مقایسه با سلول های سنتی هموار می کند. اما این تنها مزیت ماژول های خورشیدی جدید مریلند نیست. سلول‌های هلیوم جدید را می‌توان به راحتی به هر سطح شفافی (مثلاً به پنجره‌ها) متصل کرد و می‌تواند در سایه یا زیر نور مصنوعی کار کند. با توجه به هزینه کم آنها، سرمایه گذاری در تجهیز یک ساختمان به چنین ماژول هایی می تواند در عرض یک سال نتیجه دهد. برای مقایسه، لازم به ذکر است که دوره بازپرداخت پنل های خورشیدی سنتی از پنج تا ده سال متغیر است و این تفاوت بسیار زیادی است.

سلول های خورشیدی از پنجره خورشیدی

پنجره خورشیدی جزئیاتی از فناوری جدید برای تولید پنل های خورشیدی با این کارایی بالا را اعلام کرد. البته، دانش اصلی خارج از پرانتز باقی ماند. تمام سلول های هلیوم عمدتا از مواد آلی ساخته شده اند. لایه های عناصر از هادی های شفاف، کربن، هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است. به گفته این شرکت، تولید این ماژول های خورشیدی به قدری بی ضرر است که 12 برابر کمتر از تولید ماژول های هلیوم سنتی اثرات زیست محیطی دارد. ظرف 28 ماه آینده، اولین پنل های خورشیدی شفاف در برخی از ساختمان ها، مدارس، ادارات و همچنین در آسمان خراش ها نصب خواهد شد.

اگر در مورد چشم انداز توسعه فتوولتائیک هلیوم صحبت کنیم، به احتمال زیاد سلول های خورشیدی سیلیکونی سنتی می توانند به گذشته تبدیل شوند و جای خود را به سلول های بسیار کارآمد، سبک و چند منظوره بدهند که وسیع ترین افق ها را برای انرژی هلیوم باز می کند. منتشر شده