انقلاب تکنولوژی های انعطاف پذیر خورشیدی

فن آوری های انعطاف پذیر آرایه خورشیدی، چشم انداز انرژی تجدید پذیر را با ارائه سبک، سازگار، و به طور فزاینده کارآمد جایگزین به پنل های خورشیدی سخت سنتی تغییر می دهند، بر خلاف ماژول های مبتنی بر سیلیکون معمولی که نیاز به فریم های شیشه ای سنگین و ساختارهای نصب ثابت دارند، آرایه های انعطاف پذیر می توانند خم شوند، نورد، یا به طور فزاینده ای بر سطوح غیر منظم، باز کردن برداشت خورشیدی در مکان هایی که سفت و سخت بودن یک مانع از فرآیندهای تولید انرژی خورشیدی است (به سرعت قابل دسترس) و سخت تر، به عنوان پانل های انرژی خورشیدی بسته شدن قابل دسترس است.

توسعه های اخیر در سلول های خورشیدی انعطاف پذیر

سرعت تحقیق در فتوولتائیک انعطاف پذیر شتاب زده است، با توجه به نیاز به راه حل های مقرون به صرفه، با کارایی بالا که می تواند چاپ، پوشش، و یا سپرده شده در بستر انعطاف پذیر است، دو خانواده مواد غالب این زمینه: Perovskites و نیمه هادی های آلی هر کدام مزایای متمایز و چالش های مداوم به ارمغان می آورد، اما هر دو به رکورد efficiens در تنظیمات آزمایشگاه در سال گذشته رسیده اند.

پنل های خورشیدی انعطاف پذیر

سلول های خورشیدی Perovskite توجه جهانی را به دلیل جذب نور استثنایی خود، هزینه های مواد کم و سازگاری با پردازش مبتنی بر راه حل، به ویژه آخرین دستگاه های انعطاف پذیر Perovskite انعطاف پذیر بالا 24٪ در سلول های کوچک اسید، به عنوان مقاومت در برابر غلظت های اسید اکسید کربن، به عنوان جلوگیری از تجزیه و تحلیل های موضعی انعطاف پذیر، محققان در ELNR [F1]

Photovoltaics ارگانیک (OPV)

فتوولتائیک ارگانیک از پلیمر های مبتنی بر کربن و مولکول های کوچک که می توانند در چنگال ها حل شوند و بر روی فویل های پلاستیکی یا فلزی فوق العاده چاپ شده اند، در حالی که ناکارآمدی آنها از لحاظ تاریخی پشت هروفسکریت های مکانیکی کشیده شده است - آنها می توانند گام های قابل توجهی را برای یک بسته بندی انعطاف پذیر در 182% برای یک دستگاه تک نفره، به دست آورند که باعث افزایش مستقیم مواد جدا کننده می شود:

روند های نوظهور و مسیرهای آینده

مسیر تکنولوژی آرایه خورشیدی انعطاف پذیر با نوآوری های متقابل انضباطی در مواد، تولید و ادغام سیستم شکل می گیرد.در زیر چهار روند کلیدی است که چشم انداز فعلی و هدایت استقرار تجاری را تعریف می کند.

سیستم های هیبریدی: Solar Plus Storage

پانل های خورشیدی انعطاف پذیر به طور ذاتی متناوب هستند، به ویژه در برنامه های قابل حمل یا جمع آوری. [۱] ادغام باتری های لیتیوم نازک فیلم یا سوپر خازن ها به طور مستقیم بر روی همان بستر انعطاف پذیر، واحدهای برق خود را ایجاد می کند که می تواند انرژی را در یک دستگاه ذخیره سازی فشرده ذخیره سازی کند، حتی می تواند شامل دستگاه های ذخیره سازی ارگانیک کمتر از ۲ باشد.

تولید رول به رول

برای آرایه های خورشیدی انعطاف پذیر برای رسیدن به برابری هزینه های انبوه با پانل های سفت و سخت، تولید باید بدون قربانی عملکرد مقیاس، پردازش رول به صفحه (R2R) که در حال حاضر در فیلم عکاسی و الکترونیک انعطاف پذیر استفاده می شود، به طور چشمگیری برای استفاده از پنل های تولید مایع در هر واحد انرژی و OPLTF در این روش سازگار است، یک بستر انعطاف پذیر از طریق پوشش دقیق یا ایستگاه های چاپ که لایه های فعال را در کمتر از حد معمول تولید می کند.

قابلیت های پیشرفته برای شرایط واقعی جهانی

سلول های خورشیدی انعطاف پذیر باید مقاومت در برابر استرس مکانیکی، قرار گرفتن در معرض UV، دوچرخه سواری دما و رطوبت به خارج از آزمایشگاه قابل اعتماد باشد. رویکردهای انقباض جدید - مانند لمینت شیشه انعطاف پذیر، فیلم های سد هسته ای، و پلیمر های خود شفا بخش - عمر مرطوب دستگاه های پروسکایت را به بیش از 5000 ساعت بدون تخریب قابل توجه برای عملیات پیشرفته، که در حال حاضر پوشش اکسیژن انعطاف پذیر و ثابت شده است - می تواند زندگی مداوم از 15٪ از طریق تجهیزات پیشرفته را افزایش دهد.

ادغام با IoT و دستگاه های هوشمند

گسترش اینترنت اشیا (IoT) دستگاه ها - از ساعت های هوشمند و سنسورهای بی سیم گرفته تا مانیتورهای محیط زیست و هواپیماهای بدون سرنشین کشاورزی - یک بازار طبیعی برای سلول های خورشیدی انعطاف پذیر ایجاد می کند، زیرا این دستگاه ها به طور معمول در انرژی پایین (Microوات برای میلی وات) کار می کنند و اغلب در مناطقی قرار می گیرند که دسترسی باتری دشوار است، برداشت یکپارچه خورشیدی یک تغییر بازی است.

چالش های در برابر آرایه های خورشیدی انعطاف پذیر

علی رغم پیشرفت چشمگیر، استقرار تجاری فناوری خورشیدی انعطاف پذیر با موانع متعدد مواجه است. اختلاف نظر با سیلیکون سفت و سخت است هنوز هم گریز ناپذیر است: در حالی که سلول های آزمایشگاهی به تعداد بالا زباله رسیده اند، ماژول های تجاری به طور معمول در 12 تا 18 درصد بهره وری، در مقابل 20 -2٪ برای پانل های اصلی سیلیکون (F:2).

مسیر رو به جلو: چشم انداز بازار و اتخاذ

بازار ماژول خورشیدی انعطاف پذیر جهانی پیش بینی می شود که از حدود 1.5 میلیارد دلار در سال 2024 به بیش از 8 میلیارد دلار تا 2032 رشد کند، با توجه به تحلیلگران صنعت در تحقیقات بازار متحد بخش های کلیدی فناوری نانو شامل ساخت و ساز فتوولتائیک های انعطاف پذیر (BIPV)، که پانل های انعطاف پذیر جایگزین مواد سقف و دیوارهای پرده؛ که آرایه های سبک وزن و هواپیماهای پاک کننده، و تجهیزات الکترونیکی مانند ایستگاه های شارژ خورشیدی، و سیمی مانند ایستگاه های خورشیدی، خطوط شارژ، و سیم کشی، سیستم های شارژ، و سیم پیچ و سیم کشی، سیستم های اصلی، و سیم کشی، سیستم های شارژ، سیستم های شارژ، و سیم کشی، سیستم های اصلی، و سیم کشی، سیستم های شارژ، و سیم کشی، سیستم های شارژ، سیستم های شارژ انعطاف پذیر، خطوط برق خورشیدی، و سیم کشی، سیستم های اصلی، سیستم های شارژ انعطاف پذیر، و سیم کشی، و سیم کشی، خطوط برق خورشیدی، و سیم کشی، خطوط شارژ، مانند خطوط برق خورشیدی، و سیم کشی، و باتری های خورشیدی، خطوط شارژ، خطوط برق خورشیدی، خطوط برق خورشیدی، خطوط شارژ، مانند ایستگاه های خورشیدی، خطوط شارژ، و سیم کشی، خطوط شارژ

در مدت نزدیک، آرایه های خورشیدی انعطاف پذیر به طور کامل پانل های سیلیکون معمولی را از بین نمی برند - ماژول هایrigid برای تاسیسات بزرگ سودمند باقی می مانند که در آن وزن و فاکتور فرم کمتر حیاتی هستند، با این حال، در برنامه هایی که نیاز به انعطاف پذیری، وزن کم یا ادغام در ساختارهای موجود دارند، این فن آوری های نوظهور ارزش منحصر به فرد را به فرد ارائه می دهند، زیرا مقیاس های تولید و دوام بهبود می یابند، تنظیم انعطاف پذیر خورشیدی برای تبدیل شدن به یک جزء اصلی انتقال انرژی خورشیدی است که امکان پذیر را در مکان های غیر ممکن می دهد.

ترکیب بهره وری بالا Perovskite، قابلیت چاپ، کارآمد R2R تولید، و ادغام IoT وعده می دهد آینده که در آن انرژی خورشیدی نه تنها یک راه حل سقف بلکه بخشی نامرئی و جاسازی شده از محیط زیست ساخته شده و تلفن همراه با سرمایه گذاری و تحقیق مداوم، چشم انداز همه جا، برداشت انعطاف پذیر خورشیدی به طور پیوسته از نمونه اولیه به محصول منتقل می شود.