مقایسه سلول های خورشیدی سیلیکونی با فناوری های نسل جدید

**هدف:** توسعه پایدار شهری و گذار به سمت کلان شهرهای با کربن صفر، نیازمند اتخاذ استراتژی های بهینه در انتخاب و استقرار زیرساخت های انرژی تجدیدپذیر است. هدف از این پژوهش، ارزیابی تطبیقی و تحلیل ساختاریافته عملکرد فنی، اقتصادی و زیست محیطی سلول های خورشیدی پایه سیلیکونی (نسل اول و دوم) در مقایسه با فناوری های نوظهور نسل جدید (به ویژه سلول های پروسکایتی، آلی و ساختارهای تاندم) از منظر مدیریت زیرساخت های شهری و مهندسی انرژی است. **روش تحقیق:** این پژوهش با اتخاذ یک روش توصیفی-تحلیلی و مرور سیستماتیک متون علمی و داده های آزمایشگاهی/صنعتی معتبر تا سال ۲۰۲۶ انجام شده است. در این راستا، پارامترهای کلیدی عملکردی شامل بازده تبدیل انرژی (PCE)، پایداری حرارتی و ساختاری، هزینه تراز شده انرژی (LCOE)، قابلیت یکپارچه سازی با بدنه ساختمان ها (BIPV) و ارزیابی چرخه عمر (LCA) میان دو طیف فناوری مورد واکاوی قرار گرفته و محدودیت های فیزیکی و ترمودینامیکی آن ها (مانند حد شاکلی-کوایزر) مقایسه شده است.**نتایج:** یافته های تحقیق نشان می دهد که سلول های سیلیکونی تک بلوری با وجود نزدیک شدن به حد نهایی بازده نظری خود (حدود ۲۶٪)، به دلیل طول عمر بالا (بیش از ۲۵ سال) و نرخ استهلاک پایین، همچنان اقتصادی ترین گزینه برای نیروگاه های مقیاس بزرگ شهری به شمار می روند. در مقابل، فناوری های نسل جدید با محوریت سلول های تاندم پروسکایت-سیلیکون، توانسته اند مرزهای بازدهی آزمایشگاهی را به بالای ۳۳٪ افزایش دهند و به دلیل انعطاف پذیری مکانیکی و ضریب دمایی مطلوب، پتانسیل بالایی برای استفاده در نماهای ساختمانی مدرن دارند. با این حال، چالش ناپایداری ساختاری در برابر عوامل جوی و وجود فلزات سنگین (مانند سرب) در فرآیند ساخت پروسکایت ها، چالش های کلیدی زیست محیطی هستند که تجاری سازی گسترده آن ها را در مدیریت شهری با محدودیت روبه رو ساخته است. در نهایت، این پژوهش مدل های ترکیبی (Tandem) را به عنوان بهینه ترین مسیر برای گذار انرژی در ساخت وسازهای نوین معرفی می کند.

کلیدواژه ها:

سلول های خورشیدی سیلیکونی ، فناوری های نسل جدید ، پروسکایت ، مدیریت پایدار شهری ، بازده ترمودینامیکی ، ارزیابی چرخه عمر (LCA).