İçerik
İletişim uydularını güçlendirmek için 1950'lerde geliştirilen ilk fotovoltaik hücreler çok yetersizdi. O günlerden bu yana, güneş pili verimliliği istikrarlı bir şekilde artarken, maliyetler düşerken, iyileştirme için yeterli alan kalmasına rağmen. Düşük maliyete ve daha iyi verime ek olarak, fotovoltaik malzemelerdeki gelecekteki gelişmeler muhtemelen yeni, çevre dostu uygulamalar için güneş enerjisinin daha geniş kullanılmasına yol açacaktır.
Daha az maliyet
Fotovoltaik hücreler ilk haberleşme uyduları için kilit öneme sahipti, çünkü çok az alternatif, özellikle bakım gerektirmeden uzun süre boyunca güvenilir elektrik üretebiliyordu. Bir uydunun yüksek maliyeti, enerji için pahalı güneş pilleri kullanılarak doğrulanır. O zamandan beri, güneş pilleri için maliyetler önemli ölçüde düşerek güneş enerjili hesap makineleri ve cep telefonu şarj cihazları gibi ucuz mobil cihazlara yol açmıştır. Büyük ölçekli enerji üretimi için, fotovoltaiklerden üretilen her bir elektrik enerjisinin maliyeti, kömür veya nükleer enerjiden elde edilen enerji gibi alternatiflerden daha yüksek olmaya devam etmektedir. Güneş pilleri için maliyetleri düşürme yönündeki genel eğilimin öngörülebilir bir gelecekte devam etmesi muhtemeldir.
Daha Yüksek Verimlilik
Verimli bir güneş pili, verimsiz olana kıyasla belirli bir ışıktan daha fazla elektrik üretir. Verimlilik, fotovoltaik hücrenin kendisinde kullanılan malzemeler, hücreyi kaplamak için kullanılan cam ve hücrenin elektrik tesisatını da içeren çeşitli faktörlere bağlıdır. Güneş’in ışık spektrumunun daha büyük bir bölümünü elektriğe dönüştüren malzemeler gibi iyileştirmeler güneş pili verimliliğini radikal bir şekilde artırdı. Gelecekteki gelişmeler, ışıktan daha fazla elektrik enerjisi harcayarak verimliliği daha da artıracaktır.
Esnek Biçimler
Geleneksel bir fotovoltaik hücre, camla kaplı ve metal bir panele bağlanmış düz bir silikon malzeme parçasıdır; etkilidir ancak çok esnek değildir. Fotovoltaik malzemelerdeki güncel araştırmalar, kağıt ve plastik tabakalar dahil olmak üzere çeşitli yüzeylere boyanmış hücrelere yol açmıştır. Başka bir teknik, ultra ince bir malzeme filmini camın üzerine yerleştirerek ışığın içeri girmesini ve elektrik üretilmesini sağlayan bir pencereye neden olur. Gelecekte fotovoltaik malzemelerdeki daha fazla çeşitlilik, güneş enerjili ev boyasına, yol kaplamalarına, cep telefonunuzu şarj eden bir kaplamaya ve diğer gelişmiş uygulamalara yol açabilir.
Nanoteknoloji
Nanoteknolojideki gelişmeler, atomik ve moleküler seviyelerde malzeme özelliklerinin incelenmesi, fotovoltaik hücrelerin geliştirilmesi için büyük potansiyele sahiptir. Örneğin, fotovoltaik malzemelerdeki mikroskobik parçacıkların boyutu, spesifik ışık renklerini emme yeteneklerini etkiler; Bilim adamları, moleküllerin boyutunu ve şeklini ince ayarlayarak, verimliliklerini artırabilir. Nanoteknoloji ayrıca bir gün, atomik olarak hassas güneş pilleri ve diğer cihazları çok düşük maliyetle üreten bir masaüstü 3D cihazına yol açabilir.
Güneş Arabası?
Fotovoltaik hücreler gelecekteki uygulamalarda büyük umut vaat etmelerine rağmen, bazı zor fiziksel sınırlarla da mücadele edeceklerdir. Örneğin, tamamen güneş enerjisiyle çalışan bir binek otomobili, tipik bir güncel gazla çalışan modelin performansına veya kullanımına sahip olma olasılığı düşüktür. Güneş enerjili araçlar yarışmalarda çalışsa da, bunlar çoğunlukla güneşli çöl koşulları gerektiren yüksek oranda uzmanlaşmış milyon dolarlık prototiplerdir. Sınırlayıcı faktör, Dünya'nın aldığı güneş ışığıdır ve ideal koşullar altında metre başına 1.000 watt'tır. Bir araba için en küçük pratik elektrik motoru, yaklaşık 40kW enerji gerektirir; yüzde 40 verimlilikte, bu, 100 metrekarelik bir güneş paneli veya bölgede 1000 metre kare anlamına gelir. Öte yandan, pratik bir güneş paneli ara sıra kullanmak için küçük bir runabout aracına güç verebilir veya bir hibrit hibrid için sürüş menzilini uzatabilir. Güneş ışığındaki sınırlı enerji, fotovoltaik hücrelere dayanan herhangi bir aracın performansını sınırlar.