Cercetătorii australieni în fotovoltaică au realizat un' cool' descoperire: fisiunea singletă și celulele solare tandem - două modalități inovatoare de a genera energie solară mai eficient - contribuie, de asemenea, la scăderea temperaturilor de funcționare și la menținerea funcționării dispozitivelor mai mult timp.
Celulele tandem pot fi fabricate dintr-o combinație de siliciu - cel mai frecvent utilizat material fotovoltaic - și compuși noi, cum ar fi nanocristalele perovskite, care pot avea o bandă mai mare decât siliciu și ajută dispozitivul să capteze mai mult din spectrul solar pentru generarea de energie.
Fisiunea singlet, între timp, este o tehnică care produce de două ori purtătorii de încărcare electronică decât în mod normal pentru fiecare foton de lumină absorbit de&# 39. Tetracenul este utilizat în aceste dispozitive pentru a transfera energia generată de fisiunea singletului în siliciu.
Oamenii de știință și inginerii din întreaga lume lucrează la cea mai bună modalitate de a încorpora celule tandem și procese de fisiune singletă în dispozitive viabile din punct de vedere comercial, care pot prelua celulele solare convenționale din siliciu cu o singură joncțiune, care se găsesc în mod obișnuit pe acoperișuri și în tablouri la scară largă.
Acum, lucrările efectuate de Școala de Inginerie Fotovoltaică și Energie Regenerabilă și Centrul de Excelență ARC în Exciton Science, ambele cu sediul la UNSW din Sydney, au evidențiat câteva avantaje cheie atât pentru celulele tandem, cât și pentru fisiunea singletului.
Cercetătorii au arătat că atât celulele tandem siliciu / perovskit, cât și celulele de fisiune singlet bazate pe tetracen vor funcționa la temperaturi mai scăzute decât dispozitivele convenționale din siliciu. Acest lucru va reduce impactul daunelor cauzate de căldură asupra dispozitivelor, extinzând durata lor de viață și scăzând costul energiei pe care o produc.
De exemplu, o reducere de 5-10 ° C a temperaturii de funcționare a modulului corespunde unui câștig de 2% -4% în producția anuală de energie. Și durata de viață a dispozitivelor este, în general, dublată pentru fiecare reducere a temperaturii cu 10 ° C. Aceasta înseamnă o creștere a duratei de viață de 3,1 ani pentru celulele tandem și 4,5 ani pentru celulele de fisiune singlet.
În cazul celulelor de fisiune singlet, există&# 39 un alt avantaj util. Când tetracenul se degradează inevitabil, acesta devine transparent la radiația solară, permițând celulei să funcționeze în continuare ca un dispozitiv convențional din siliciu, deși unul care a funcționat inițial la o temperatură mai scăzută și a oferit o eficiență superioară în prima fază a ciclului său de viață.
Autorul principal, dr. Jessica Yajie Jiang, a declarat:" Valoarea comercială a tehnologiilor fotovoltaice poate fi crescută fie prin creșterea eficienței de conversie a energiei, fie prin durata de viață operațională. Primul este principalul motor pentru dezvoltarea tehnologiilor de nouă generație, în timp ce puține avantaje pe durata vieții s-au gândit puțin.
& quot; Am demonstrat că aceste tehnologii fotovoltaice avansate prezintă, de asemenea, beneficii auxiliare în ceea ce privește durata de viață îmbunătățită prin funcționarea la temperaturi mai scăzute și o rezistență mai mare sub degradare, introducând o nouă paradigmă pentru a evalua potențialul noilor tehnologii de energie solară."