در دهه‌های اخیر، فناوری فتوولتائیک خورشیدی (PV) تحولی انقلابی را تجربه کرده است و از یک فناوری خاص به یک بازیگر اصلی در چشم‌انداز انرژی جهانی تبدیل شده است. سفر PV خورشیدی را می‌توان به آغاز اولین سلول خورشیدی عملی توسط آزمایشگاه‌های بل در سال 1954 ردیابی کرد. این پیشرفت، آغاز یک پیگیری بی‌وقفه برای بهبود کارایی و کاهش هزینه‌ها بود.
یکی از پیشرفت های اساسی در تکامل PV خورشیدی، ظهور سلول های خورشیدی لایه نازک است. برخلاف سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کریستالی سنتی، فناوری لایه نازک از موادی مانند تلورید کادمیوم (CdTe) و مس ایندیم گالیوم سلنید (CIGS) استفاده می‌کند. این مواد باعث انعطاف بیشتر در طراحی شده و هزینه های تولید را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. شرکت‌هایی مانند First Solar فناوری لایه نازک را با موفقیت پیاده‌سازی کرده‌اند که به تنوع گزینه‌های پانل‌های خورشیدی کمک کرده و انرژی خورشیدی را در سطح جهانی در دسترس‌تر می‌سازد.
علاوه بر این، پیشرفت‌ها در علم مواد، به‌ویژه در حوزه سلول‌های خورشیدی پروسکایتی، توجهات را به دلیل پتانسیل آنها برای متحول کردن صنعت به خود جلب کرده است. سلول های پروسکایت چشم انداز راندمان بالاتر و هزینه های تولید کمتر را ارائه می دهند. محققان و شرکت‌ها به طور فعال برای رسیدگی به مسائل پایداری، با هدف تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی پروسکایت در مقیاس بزرگ، کار می‌کنند.
2. تأثیر زیست محیطی و اقتصادی سیستم های فتوولتائیک خورشیدی
پذیرش سیستم های فتوولتائیک خورشیدی نه تنها عصر جدیدی از انرژی پاک را آغاز کرده است، بلکه خود را به عنوان یک کاتالیزور برای تغییرات مثبت محیطی و اقتصادی قرار داده است. مزایای زیست محیطی با کاهش انتشار گازهای گلخانه ای نشان داده شده است. به عنوان مثال، آلمان، پیشگام در پذیرش انرژی خورشیدی، با ادغام انرژی خورشیدی در ترکیب انرژی خود، ردپای کربن خود را به میزان قابل توجهی کاهش داده است. این کاهش به جابجایی برق تولید شده از سوخت فسیلی توسط انرژی خورشیدی نسبت داده می شود.
علاوه بر این، اثرات اقتصادی مثبت PV خورشیدی چند وجهی است. صنعت خورشیدی با فرصت های شغلی در زمینه تحقیق و توسعه، ساخت، نصب و نگهداری به یک کارفرمای اصلی تبدیل شده است. در ایالات متحده، نیروی کار خورشیدی رشد چشمگیری داشته است و از 230000 شغل در سال 2020 فراتر رفته است. با تشویق دولت ها به پروژه های انرژی تجدیدپذیر، اقتصادهای محلی تحریک می شوند و یک اثر موجی ایجاد می کنند که فراتر از بخش خورشیدی گسترش می یابد.
جنبه اقتصادی دیگر پتانسیل تولید انرژی غیرمتمرکز است. سیستم‌های PV خورشیدی به صاحبان خانه‌ها و کسب‌وکارها قدرت می‌دهد تا برق خود را تولید کنند و وابستگی به شبکه‌های برق متمرکز را کاهش می‌دهند. این تمرکززدایی امنیت و انعطاف پذیری انرژی را به ویژه در مناطق مستعد خرابی شبکه یا بلایای طبیعی افزایش می دهد.
در حالی که مسیر PV خورشیدی بدون شک مثبت است، چالش ها در مسیر یک راه حل انرژی کاملاً پایدار و یکپارچه وجود دارد. متناوب بودن، یکی از ویژگی های انرژی خورشیدی به دلیل تغییرات نور خورشید، نگرانی اصلی بوده است. با این حال، پیشرفت‌ها در فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی، مانند باتری‌های لیتیوم یونی، این چالش را کاهش می‌دهند. برای مثال، پاوروال تسلا، صاحبان خانه را قادر می‌سازد تا انرژی خورشیدی اضافی را برای استفاده در دوره‌های کم نور خورشید ذخیره کنند و منبع تغذیه مداومی را فراهم کند.
نگرانی های زیست محیطی مربوط به فرآیندهای تولید پنل های خورشیدی نیز مطرح شده است. تولید سلول های خورشیدی سیلیکونی سنتی شامل فرآیندهای انرژی بر و استفاده از مواد بالقوه خطرناک است. شرکت هایی مانند Qidong Shenya Industry Co., Ltd. با اجرای شیوه های تولید پایدار، مانند استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در تولید و بازیافت مواد برای به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی تولید پنل های خورشیدی، به این موضوع می پردازند.
با نگاه به آینده، فناوری های نوظهور امکانات هیجان انگیزی را برای آینده PV خورشیدی ارائه می دهند. به عنوان مثال، پانل های خورشیدی شفاف را می توان در پنجره ها و نماها ادغام کرد و سطوح روزمره را به دارایی های مولد برق تبدیل کرد. علاوه بر این، پیشرفت‌ها در سیستم‌های ردیابی خورشیدی، جذب انرژی را با جهت‌گیری پنل‌های خورشیدی برای دنبال کردن مسیر خورشید در طول روز افزایش می‌دهند. چنین نوآوری هایی نویدبخش افزایش بیشتر کارایی و دوام سیستم های PV خورشیدی است.3
