Australialaiset aurinkosähkötutkijat ovat tehneet "viileän" löydön: Singlet-fissio- ja tandemaurinkokennot - kaksi innovatiivista tapaa tuottaa aurinkosähköä tehokkaammin - auttavat myös alentamaan käyttölämpötilojen lämpötilaa ja pitämään laitteet käynnissä pidempään.
Tandem-solut voidaan tehdä piin - yleisimmin käytetyn aurinkosähkömateriaalin - ja uusien yhdisteiden, kuten perovskiittinanokiteiden, yhdistelmästä, jolla voi olla suurempi side kuin piillä ja auttaa laitetta sieppaamaan enemmän aurinkospektriä energiantuotantoa varten.
Singlet-fissio puolestaan on tekniikka, joka tuottaa kaksi kertaa enemmän elektronisia latauskantajia kuin normaalisti jokaista absorboitunutta valo fotonia varten. Tetraseenia käytetään näissä laitteissa sinkun fission tuottaman energian siirtämiseen piiksi.
Tutkijat ja insinöörit ympäri maailmaa työskentelevät parhaan tavan sisällyttää tandemsolut ja singlet-fissioprosessit kaupallisesti elinkelpoisiin laitteisiin, jotka voivat ottaa haltuunsa perinteiset, yksittäiset piiaurinkokennot, joita yleensä löytyy katoilta ja suurista sovelluksista.
Nyt Aurinkosähkö- ja uusiutuvan energian tekniikan korkeakoulun ja Sydneyn UNSW:ssä toimivan ARC Centre of Excellence in Exciton Sciencen tekemä työ on tuonut esiin joitakin keskeisiä etuja sekä tandemsoluille että singlet-fissiolle.
Tutkijat osoittivat, että sekä pii-perovskiittitandem-solut että tetraseenipohjaiset singlet-fissiokennot kulkevat matalammilla lämpötiloilla kuin perinteiset piilaitteet. Tämä vähentää lämmön aiheuttamien vahinkojen vaikutusta laitteisiin, pidentää niiden käyttöikää ja alentaa niiden tuottaman energian kustannuksia.
Esimerkiksi moduulin käyttölämpötilan alentaminen 5–10 °C vastaa 2–4 prosentin vuotuista energiantuotantoa. Ja laitteiden käyttöiän on yleensä todettu kaksinkertaistuvan jokaista 10 °C: n lämpötilan alenemisastetta varten. Tämä tarkoittaa tandemsolujen eliniän nousua 3,1 vuodella ja singlet-fissiosolujen eliniän kasvua 4,5 vuodella.
Singlet-fissiokennojen tapauksessa on toinen kätevä etu. Kun tetraseeni väistämättä hajoaa, se muuttuu läpinäkyväksi auringon säteilylle, jolloin kenno voi jatkaa toimintaansa tavanomaisena piilaitteena, vaikkakin sellainen, joka on aluksi toiminut alhaisemmassa lämpötilassa ja tuottanut ylivoimaista tehokkuutta elinkaarensa ensimmäisessä vaiheessa.
Pääkirjoittaja Jessica Yajie Jiang sanoi: "Aurinkosähköteknologioiden kaupallista arvoa voidaan lisätä joko lisäämällä energian muuntamistehokkuutta tai käyttöikää. Ensimmäinen on ensisijainen ajuri seuraavan sukupolven teknologioiden kehittämiselle, kun taas mahdollisia elinkaarietuja ei ole juurikaan ajateltu.
"Osoitimme, että nämä kehittyneet aurinkosähkötekniikat osoittavat myös lisähyötyjä eliniän parantumisen kannalta toimimalla alhaisemmassa lämpötilassa ja lisäämällä häiriönsietokykyä hajoamisen aikana ja ottamalla käyttöön uuden paradigman uusien aurinkoenergiateknologioiden potentiaalin arvioimiseksi."