Použití singletových štěpných a tandemových solárních článků může generovat solární energii efektivněji a zároveň pomoci snížit provozní teploty, prodloužit životnost zařízení a zavést nové paradigma pro vývoj nové generace technologie solární energie.
Tandemová baterie může být složena z nových sloučenin, jako jsou nanokrystaly křemíku a perovskitu. Nanokrystaly perovskitového-typu mají větší pásmovou mezeru než křemík, což pomáhá zařízení zachytit více slunečního spektra pro výrobu energie.
Nejlepším řešením pro tradiční solární články je, že každý foton generuje elektron jako nosič elektrické energie. Technologie štěpení singletu produkuje dvakrát více elektronů než v tradičním případě, to znamená, že jeden foton excituje dva elektrony. V zařízení, které realizuje štěpení singletu, je tetracen, který může přenášet energii generovanou štěpením singletu na křemík.
Vědci a inženýři z celého světa usilovně pracují na tom, aby našli nejlepší způsob, jak integrovat tandemové články a procesy štěpení singletů do komerčních solárních zařízení, aby nahradily tradiční křemíkové solární články s jednoduchým spojením, které se běžně vyskytují na střechách a ve velkých- polích.
Tentokrát výzkumníci zdůraznili některé klíčové výhody sériových buněk a singletového štěpení. Výzkumníci prokázali, že křemíkové/perovskitové tandemové články a singletové štěpné články založené na tetracenu mohou pracovat při nižších teplotách než tradiční křemíková zařízení. Tím se sníží dopad tepelných ztrát na zařízení, prodlouží se životnost zařízení a sníží se energetické náklady na výrobu zařízení.
Například snížení provozní teploty modulu o 5 až 10 stupňů odpovídá zvýšení roční výroby energie o 2 až 4 %. Obecně se zjistilo, že životnost zařízení se zdvojnásobí s každým poklesem teploty o 10 stupňů. To znamená, že životnost sériové baterie se zvýšila o 3,1 roku a životnost singletové štěpné baterie se zvýšila o 4,5 roku.
Singletová štěpná baterie má navíc další výhodu. Když je tetracen nevyhnutelně degradován, stane se průhledným pro sluneční záření, což umožní baterii nadále fungovat jako tradiční křemíkové zařízení.
Dr. Jessica Yajie, hlavní autorka tohoto výzkumu, řekla: "Komerční hodnoty fotovoltaické technologie lze dosáhnout zlepšením účinnosti přeměny energie nebo prodloužením provozní životnosti. První z nich je hlavní hnací silou pro vývoj technologií nové-generace, zatímco (dříve) lidé téměř To druhé, potenciální výhoda{{3} délky životnosti, nebylo zvažováno."