Australske solcelleforskere har laget en' kul' oppdagelse: Singlet fission og tandem solceller - to innovative måter å generere solenergi mer effektivt på - bidrar også til å senke driftstemperaturene og holde enhetene i drift lenger.
Tandemceller kan lages av en kombinasjon av silisium - det mest brukte fotovoltaiske materialet - og nye forbindelser som perovskitt -nanokrystaller, som kan ha et større båndgap enn silisium og hjelpe enheten til å fange mer av solspekteret for energiproduksjon.
Singlet fission er i mellomtiden en teknikk som produserer to ganger de elektroniske ladningsbærerne enn normalt for hver foton av lys som' absorberer. Tetracene brukes i disse enhetene for å overføre energien som genereres av singlet fisjon til silisium.
Forskere og ingeniører rundt om i verden jobber med den beste måten å inkorporere tandemceller og singlet fisjon prosesser i kommersielt levedyktige enheter som kan ta over fra konvensjonelle, enkelt kryssede silisium solceller som vanligvis finnes på hustak og i store skalaer.
Nå har arbeid utført av School of Photovoltaic and Renewable Energy Engineering og ARC Center of Excellence in Exciton Science, begge basert på UNSW i Sydney, fremhevet noen viktige fordeler med både tandemceller og singlet fisjon.
Forskerne viste at både silisium/perovskitt tandemceller og tetracenbaserte singlet fisjon celler vil kjøre ved lavere temperaturer enn konvensjonelle silisium enheter. Dette vil redusere påvirkningen av varme fra enheten på enhetene, forlenge levetiden og redusere kostnadene for energien de produserer.
For eksempel tilsvarer en 5-10 ° C reduksjon i modulens driftstemperatur en økning på 2% -4% i årlig energiproduksjon. Og enhetens levetid er vanligvis funnet å doble for hver 10 ° C temperaturreduksjon. Det betyr en økning i levetiden på 3,1 år for tandemcellene og 4,5 år for singlet fisjonceller.
Når det gjelder singlet fisjon celler, er det' en annen nyttig fordel. Når tetrasen uunngåelig nedbrytes, blir den gjennomsiktig for solstråling, slik at cellen kan fortsette å fungere som en konvensjonell silisiumenhet, om enn en som i utgangspunktet har operert ved en lavere temperatur og levert overlegen effektivitet i den første fasen av livssyklusen.
Hovedforfatter Dr Jessica Yajie Jiang sa:" Den kommersielle verdien av fotovoltaiske teknologier kan økes ved enten å øke energiomstillingseffektiviteten eller den operative levetiden. Førstnevnte er den viktigste drivkraften for utviklingen av neste generasjons teknologier, mens det er lite tenkt på de potensielle fordelene med levetid.
& quot; Vi demonstrerte at disse avanserte fotovoltaiske teknologiene også viser tilleggsfordeler når det gjelder forbedret levetid ved å operere ved lavere temperatur og mer motstandskraft under nedbrytning, og introdusere et nytt paradigme for å evaluere potensialet til nye solenergiteknologier."