Avustralyalı fotovoltaik araştırmacıları 'havalı' bir keşifte bulundular: Güneş enerjisini daha verimli üretmenin iki yenilikçi yolu olan Singlet fisyon ve tandem güneş pilleri de çalışma sıcaklıklarını düşürmeye ve cihazların daha uzun süre çalışmasını sürdürmeye yardımcı olur.
Tandem hücreler, en sık kullanılan fotovoltaik malzeme olan silikon ve perovskit nanokristaller gibi yeni bileşiklerin bir kombinasyonundan yapılabilir, bu da silikondan daha büyük bir bandgap'a sahip olabilir ve cihazın enerji üretimi için güneş spektrumunun daha fazlasını yakalamasına yardımcı olabilir.
Bu arada Singlet fisyon, emilen her ışık foton için normalden iki kat daha fazla elektronik yük taşıyıcısı üreten bir tekniktir. Tetrakne bu cihazlarda singlet fisyon tarafından üretilen enerjiyi silikona aktarmak için kullanılır.
Dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları ve mühendisler, tandem hücreleri ve singlet fisyon süreçlerini, çatılarda ve büyük ölçekli dizilerde yaygın olarak bulunan geleneksel, tek kavşak silikon güneş hücrelerinden devralabilecek ticari olarak uygulanabilir cihazlara dahil etmenin en iyi yolu üzerinde çalışıyorlar.
Şimdi, Her ikisi de Sydney'deki UNSW'de bulunan Fotovoltaik ve Yenilenebilir Enerji Mühendisliği Okulu ve Exciton Bilim arc Mükemmellik Merkezi tarafından yürütülen çalışmalar, hem tandem hücreler hem de singlet fisyon için bazı önemli avantajları vurgulamıştır.
Araştırmacılar, hem silikon/perovskit tandem hücrelerinin hem de tetrakten bazlı singlet fisyon hücrelerinin geleneksel silikon cihazlara göre daha düşük sıcaklıklarda çalışacağını gösterdi. Bu, ısıdan kaynaklanan hasarın cihazlar üzerindeki etkisini azaltacak, ömürlerini uzatacak ve ürettikleri enerjinin maliyetini düşürecektir.
Örneğin, modül çalışma sıcaklığındaki 5-10°C'lik bir azalma, yıllık enerji üretiminde %2-4'lük bir kazancılığa karşılık gelir. Ve cihazların ömrü genellikle sıcaklıktaki her 10 °C azalma için iki katına bulunur. Bu, tandem hücreler için 3.1 yıl ve singlet fisyon hücreleri için 4.5 yıl yaşam süresinde bir artış anlamına gelir.
Singlet fisyon hücreleri söz konusu olduğunda, başka bir kullanışlı yararı vardır. Tetrakne kaçınılmaz olarak bozulduğunda, güneş radyasyonuna karşı şeffaf hale gelir ve hücrenin başlangıçta daha düşük bir sıcaklıkta çalışan ve yaşam döngüsünün ilk aşamasında üstün verimlilik sağlayan geleneksel bir silikon cihaz olarak çalışmaya devam etmesine izin verir.
Baş yazar Dr Jessica Yajie Jiang şunları söyledi: "Fotovoltaik teknolojilerin ticari değeri, enerji dönüşüm verimliliğini veya operasyonel ömrü artırarak artırılabilir. birincisi, yeni nesil teknolojilerin geliştirilmesi için birincil sürücüdür, ancak potansiyel yaşam süresi avantajları hakkında çok az düşünülmüştür.
"Bu gelişmiş fotovoltaik teknolojilerin, daha düşük sıcaklıkta ve bozulma altında daha fazla esneklikle faaliyet göstererek, yeni güneş enerjisi teknolojilerinin potansiyelini değerlendirmek için yeni bir paradigma sunarak gelişmiş yaşam süresi açısından yardımcı faydalar gösterdiğini gösterdik."