נקודות מפתח של טכנולוגיית סוללת ליתיום לאחסון אנרגיה סולארית פוטו-וולטאית

תא פוטו-וולטאי הוא מכשיר פוטו-וולטאי שמשתמש בזרמי פוטו שונים הנוצרים על ידי ניידות שונה של אלקטרונים שנוצרים בפוטו וחורים על מוליכים למחצה כדי לייצר חשמל. העיקרון של ייצור חשמל פוטו-וולטאי הוא בעיקר העיקרון של ייצור חשמל באמצעות אנרגיית קרינת השמש ועקרון ההולכה של אנרגיית קרינת השמש. אנרגיית קרינת השמש מומרת לאנרגיה חשמלית באמצעות אלקטרונים. מכיוון שאנרגיה סולארית היא מקור אור גלוי ללא קרינת אור וללא חשמל, קרינת השמש היא אנרגיה טבעית נקייה שיכולה לשמש בני אדם. תאים פוטו-וולטאיים נמצאים בשימוש נרחב בתחומי הייצור התעשייתי ושימור האנרגיה של מבנים, במיוחד בתחומי הייצור התעשייתי ושימור האנרגיה של מבנים.

המחקר של סוללות ליתיום לאגירת אנרגיה סולארית מתרכז בעיקר במספר תחומים כמו סוללות ליתיום יון ואלקטרוליטים מוצקים. בשל המאפיינים של צפיפות אנרגיה גבוהה, מחיר נמוך וחיי שירות ארוכים של סוללות ליתיום יון, המחקר שלה משך תשומת לב רבה. בשל היתרונות של צפיפות אנרגיה גבוהה, קיבולת גדולה וללא זיהום הסביבה, נעשה שימוש נרחב בסוללות ליתיום-יון במערכות אחסון אנרגיה בשנים האחרונות. עם זאת, לסוללות ליתיום-יון יש את החסרונות של עמידות ירודה לטמפרטורות גבוהות וצריכת חשמל נמוכה, ולכן אחסון אנרגיה של סוללות ליתיום-יון באור השמש יהווה אתגר גדול יותר. לתאים סולאריים בהירות גבוהה ותכונות פיזור טובות תחת אור השמש, מה שהופך את מערכות אחסון האנרגיה של תאים סולאריים לבעלי יציבות גבוהה, חיים ארוכים וצפיפות הספק גבוהה; עם זאת, יש בעיות כמו נדידת אלקטרונים ובריחה תרמית בפנים. ביצועי ויציבות הסוללה; בנוסף, יעילות המרת אנרגיה נמוכה תוביל לצפיפות הספק נמוכה של המערכת, והבעיה של יעילות המרת הספק נמוכה גורמת גם למערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות לעלות גורמים לא בטוחים יותר. לכן, הפיתוח של סוללות ליתיום לאגירת אנרגיה סולארית שיכולות לאגור כמות גדולה של אנרגיה תחת אור השמש ובעלות יציבות גבוהה וחיים ארוכים הפכה מושא לתשומת לב מחקרית. סוג זה של חומרי סוללת ליתיום לאגירת אנרגיה סולארית הם בעיקר חומרי ליתיום מתכת או חומרי תחמוצת מתכת אדמה נדירים, אשר נעשה בהם שימוש נרחב בתחנות כוח סולאריות, תאים פוטו-וולטאיים וכלי רכב חשמליים ותחומים אחרים.