Австралійські дослідники фотоелектричної системи зробили «круте» відкриття: синглетна розсіяна і тандемна сонячна батарея - два інноваційних способи ефективнішого генерувати сонячну енергію - також допомагають знизити робочу температуру і тримати пристрої працювати довше.
Тандемні клітини можуть бути виготовлені з комбінації кремнію - найбільш часто використовуваного матеріалу фотоелектричних систем - і нових сполук, таких як перовскітові нанокристалі, які можуть мати більшу смугу, ніж кремній, і допомогти пристрою захопити більше сонячного спектру для генерації енергії.
Одинарне нагування, тим часом, є технікою, яка виробляє вдвічі більше носіїв електронного заряду, ніж зазвичай для кожного поглинутого фотона світла. Тетракен використовується в цих пристроях для передачі енергії, що генерується шляхом одинарного ділення, в кремній.
Вчені та інженери по всьому світу працюють над найкращим способом включення клітин тандему та одинарних процесів розсіювання в комерційно життєздатні пристрої, які можуть перейняти звичайні, єдині з'єднання кремнієвих сонячних елементів, які зазвичай зустрічаються на дахах і у великомасштабних масивах.
Тепер робота, проведена Школою фотоелектричної та відновлюваної енергетики та Центром передового досвіду в галузі екситонної науки ARC, що базується на UNSW в Сіднеї, підкреслила деякі ключові переваги як для тандемних клітин, так і для одиночного розщеплення.
Дослідники показали, що як кремнієві/перовскітові тандемні клітини, так і одиночні клітини на основі тетрацену будуть працювати при більш низьких температурах, ніж звичайні кремнієві пристрої. Це дозволить зменшити вплив пошкоджень від тепла на пристрої, продовживши термін їх служби і знизивши вартість енергії, яку вони виробляють.
Наприклад, зниження робочої температури модуля на 5-10°C відповідає 2%-4% приросту в річному виробництві енергії. І термін служби пристроїв, як правило, в два рази на кожні 10 ° C зниження температури. Це означає збільшення терміну служби на 3,1 року для клітин тандему і 4,5 роки для одинарних клітин.
У випадку одинарних клітин розсіювання є ще одна зручна користь. Коли тетрацин неминуче деградує, він стає прозорим для сонячного випромінювання, дозволяючи клітині продовжувати функціонувати як звичайний кремнієвий пристрій, хоча і той, який спочатку працював при більш низькій температурі і доставляв чудову ефективність протягом першої фази свого життєвого циклу.
Провідний автор доктор Джессіка Яцзя Цзян сказала: «Комерційна цінність фотоелектричних технологій може бути збільшена або за рахунок підвищення ефективності перетворення енергії, або термінів експлуатації. Перший є основним драйвером розвитку технологій наступного покоління, в той час як мало думок було віддано потенційним перевагам тривалості життя.
- Ми продемонстрували, що ці передові фотоелектричні технології також демонструють додаткові переваги з точки зору розширеного тривалості життя, працюючи при більш низькій температурі і більшій стійкості при деградації, впроваджуючи нову парадигму для оцінки потенціалу нових технологій сонячної енергетики».