De første solceller, der blev udviklet i 1950'erne til at drive kommunikationssatellitter, var meget ineffektive. Siden disse dage er solcelleeffektiviteten steget støt, mens omkostningerne er faldet, selvom der stadig er masser af plads til forbedring. Ud over lavere omkostninger og bedre effektivitet vil fremtidige fremskridt inden for solcellematerialer sandsynligvis føre til bredere brug af solenergi til nye, miljøvenlige applikationer.
Lavere omkostninger
Solceller var nøglen til de første kommunikationssatellitter, fordi få alternativer kunne producere pålidelig elektricitet i lange perioder, især uden vedligeholdelse. De høje omkostninger ved en satellit berettiget ved hjælp af dyre solceller til strøm. Siden da er omkostningerne til solceller faldet betydeligt, hvilket har ført til billige mobile enheder såsom soldrevne regnemaskiner og mobiltelefonopladere. For storskalaenergiproduktion forbliver omkostningerne for hver watt elektricitet produceret fra solceller højere end alternativer såsom energi fra kul eller kernekraft. Den samlede tendens til faldende omkostninger for solceller vil sandsynligvis fortsætte i overskuelig fremtid.
Højere effektivitet
En effektiv solcelle producerer mere elektricitet fra en given mængde lys sammenlignet med en ineffektiv. Effektivitet afhænger af flere faktorer, herunder materialerne i selve solcellen, glasset, der bruges til at dække cellen, og cellens elektriske ledninger. Forbedringer, såsom materialer, der omdanner en større del af solens lysspektrum til elektricitet har radikalt øget solcelleeffektiviteten. Fremtidige fremskridt vil sandsynligvis øge effektiviteten yderligere og vride mere elektrisk energi fra lyset.
Fleksible formater
En traditionel solcellecelle er et fladt stykke siliciummateriale, dækket af glas og bundet til et metalpanel; det er effektivt, men ikke meget fleksibelt. Nuværende forskning i solcellematerialer har ført til celler, der males på en række overflader, herunder papir og plastark. En anden teknik placerer en ultratynd film af materiale på glasset, hvilket resulterer i et vindue, der slipper lys ind og producerer elektricitet. Større variation i solcellematerialer i fremtiden kan føre til soldrevet husmaling, vejbelægning, en frakke, der genoplader din mobiltelefon og andre avancerede applikationer.
Nanoteknologi
Fremskridt inden for nanoteknologi, studiet af materialegenskaber på atom- og molekylært niveau, har stort potentiale til at forbedre solceller. For eksempel påvirker størrelsen af mikroskopiske partikler i solcellematerialer deres evne til at absorbere specifikke lysfarver; ved at finjustere molekylernes størrelse og form kan forskere øge deres effektivitet. Nanoteknologi kan også en dag føre til en desktop 3D-printer, der producerer atomisk nøjagtige solceller og andre enheder til meget lave omkostninger.
Solar bil?
Selvom solceller har stort løfte i fremtidige applikationer, vil de også kæmpe med nogle hårde fysiske grænser. For eksempel er det usandsynligt, at en fuldstændig soldrevet personbil har ydeevnen eller nytten af en typisk nuværende gasdrevet model. Selvom soldrevne køretøjer har kørt i konkurrencer, er disse for det meste højt specialiserede millioner dollar prototyper, der kræver solrige ørkenforhold. Den begrænsende faktor er sollyset, Jorden modtager, hvilket beløber sig til 1.000 watt per meter under ideelle forhold. Den mindste praktiske elektriske motor til en bil kræver cirka 40 kW energi; ved 40 procents effektivitet betyder det et solpanel på 100 kvadratmeter eller 1000 kvadratfod i areal. På den anden side kan et praktisk solpanel en dag drive et lille runabout køretøj til lejlighedsvis brug eller udvide rækkevidden for en plug-in hybrid. Den begrænsede energi i sollys begrænser ydeevnen for ethvert køretøj, der er afhængig af solceller.