Pirmieji fotoelektros elementai, sukurti 1950-aisiais ryšių palydovams maitinti, buvo labai neefektyvūs. Nuo tų dienų saulės elementų efektyvumas stabiliai didėjo, o išlaidos sumažėjo, nors dar yra kur tobulėti. Be mažesnių sąnaudų ir didesnio efektyvumo, ateityje fotovoltinių medžiagų pažanga greičiausiai paskatins plačiau naudoti saulės energiją naujoms, aplinkai nekenksmingoms reikmėms.
Žemesnė kaina
Fotoelektros elementai buvo raktas į pirmuosius ryšių palydovus, nes nedaug alternatyvų galėjo gaminti patikimą elektrą ilgą laiką, ypač be priežiūros. Didelė palydovo kaina pateisino brangių saulės elementų naudojimą energijai. Nuo to laiko saulės elementų išlaidos labai sumažėjo, todėl atsirado nebrangių mobiliųjų įrenginių, tokių kaip saulės energiją naudojančios skaičiuoklės ir mobiliųjų telefonų įkrovikliai. Didelės apimties elektros energijos gamybai kiekvienos elektros energijos, pagamintos iš fotoelektros, kaina vis dar yra didesnė nei alternatyvų, pvz., Anglies ar atominės energijos. Bendra saulės elementų išlaidų mažėjimo tendencija greičiausiai išliks ir artimiausioje ateityje.
Didesnis efektyvumas
Efektyvus saulės elementas pagamina daugiau elektros energijos iš tam tikro šviesos kiekio, palyginti su neefektyviu. Efektyvumas priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant medžiagas, naudojamas pačiame fotoelektriniame elemente, stiklą, naudojamą elemento uždengimui, ir elemento elektros laidus. Patobulinimai, pavyzdžiui, medžiagos, kurios didesnę Saulės šviesos spektro dalį paverčia elektra, radikaliai padidino saulės elementų efektyvumą. Ateities pažanga greičiausiai dar labiau padidins efektyvumą, iš šviesos išsuks daugiau elektros energijos.
Lankstūs formatai
Tradicinis fotoelektros elementas yra plokščias silicio medžiagos gabalas, padengtas stiklu ir sujungtas su metaline plokšte; jis yra efektyvus, bet nėra labai lankstus. Dabartiniai fotovoltinių medžiagų tyrimai paskatino ląsteles, kurios buvo dažytos ant įvairių paviršių, įskaitant popieriaus ir plastiko lakštus. Kita technika ant stiklo uždeda itin ploną medžiagos plėvelę, todėl langas įleidžia šviesą ir gamina elektrą. Didesnė fotovoltinių medžiagų įvairovė ateityje gali lemti saulės energiją naudojančių namų dažus, kelio dangą, paltą, kuris įkrauna jūsų mobilųjį telefoną, ir kitas pažangias programas.
Nanotechnologijos
Nanotechnologijų pažanga, medžiagų savybių tyrimas atominiame ir molekuliniame lygiuose, turi didelį potencialą pagerinti fotoelektros elementus. Pavyzdžiui, fotovoltinių medžiagų mikroskopinių dalelių dydis turi įtakos jų gebėjimui absorbuoti specifines šviesos spalvas; tikslindami molekulių dydį ir formą, mokslininkai gali padidinti jų efektyvumą. Nanotechnologijos taip pat vieną dieną gali sukelti darbalaukyje esantį 3D spausdintuvą, kuris už labai mažą kainą gamina atominiu požiūriu tikslius saulės elementus ir kitus įrenginius.
Saulės automobilis?
Nors fotoelektros elementai ateityje teikia daug vilčių, jie taip pat kovos su tam tikromis fizinėmis ribomis. Pavyzdžiui, mažai tikėtina, kad visiškai saulės varomas keleivinis automobilis pasižymės tipinio dabartinio dujomis varomo modelio charakteristikomis ar naudingumu. Nors varžybose važiavo saulės energija varomos transporto priemonės, tai dažniausiai yra labai specializuoti milijoniniai dolerių prototipai, kuriems reikia saulėtų dykumų sąlygų. Ribojantis veiksnys yra saulės gaunama Žemė, kuri idealiomis sąlygomis siekia 1000 vatų metrui. Mažiausiam praktiškam automobilio elektriniam varikliui reikia apie 40kW energijos; esant 40 procentų efektyvumui, tai reiškia 100 kvadratinių metrų arba 1 000 kvadratinių pėdų ploto saulės kolektorių. Kita vertus, praktiškas saulės kolektorius kada nors gali naudoti nedidelę važiuojančią transporto priemonę, skirtą retkarčiais, arba išplėsti įjungiamo hibrido važiavimo diapazoną. Ribota energija saulės šviesoje riboja bet kurios transporto priemonės, kuri priklauso nuo fotovoltinių elementų, veikimą.