2025 m. lapkričio 5 d., Sidnėjus, Australija Naujojo Pietų Velso universiteto (UNSW) tyrimų grupė sėkmingai įrodė stabilų „Singlet Fission“ efektą silicio saulės elementų architektūroje, o tai žymi didelę fotovoltinės technologijos pažangą. Tikimasi, kad šis ilgai lauktas proveržis pradės naują itin-didelio našumo-saulės energijos erą, kuri, kaip tikimasi, sugriaus teorines dabartinių silicio plokščių efektyvumo ribas.
„Shockley{0}}Queisser Limit“ jau daugelį metų ribojo didžiausią teorinį įprastų vienos-sandūros silicio saulės elementų efektyvumą iki maždaug 29,4 %. Didelės-energijos fotonai (pavyzdžiui, iš mėlynojo spektro), kurie gamina perteklinę šilumą, o ne elektros energiją, sudaro didelę šiose ląstelėse prarandamos saulės energijos dalį. Buvo pasiūlyta veiksminga priemonė šiai problemai išspręsti: „Singlet Fission“ efektas.
Kai vienas didelės{0}}energijos fotonas atsitrenkia į konkrečią medžiagą, jis atlieka cheminę reakciją, kuri sukuria du „eksitonus“ (elektronų -skylių poras), taip padvigubindama to pradinio fotono generuojamą elektros srovę.
Nors šie reiškiniai buvo tiriami fizikos laboratorijose, organinių medžiagų, naudojamų poveikiui užtikrinti, nestabilumas trukdė praktiškai pritaikyti jį komercinėje silicio fotovoltinėje elektrinėje. Šios medžiagos paprastai greitai gesdavo, todėl jos netinkamos ilgam saulės baterijų eksploatavimo laikui.
Pagrindinė UNSW komandos sėkmė buvo atrasti ir panaudoti naują ir labai stabilią organinę puslaidininkinę medžiagą. Jis inicijavo „Singlet Fission“ procesą su siliciu ir ilgą laiką gali išlaikyti savo struktūrą ir funkcines galimybes.
Pagrindinis šios iniciatyvos profesorius pareiškė: „Mūsų tyrimai sėkmingai pavertė Singlet Fission iš žavingo laboratorinio smalsumo į stabilų, inžinerinį procesą. "Buvo rasta stabilių organinių junginių šeima, kurią galima sklandžiai įterpti kaip sluoksnis ant silicio elemento. Šis sluoksnis padidina bendrą srovę, gaudydamas didelės-energijos fotonus, vykdydamas dalijimąsi ir efektyviai perkeldamas energiją į silicio substratą. Kasdieniniam naudojimui buvo labai svarbu rasti medžiagą, kuri būtų itin efektyvi ir patvari.
Dėl šios plėtros pasaulinė saulės energijos pramonė gali patirti paradigmos pokytį. Šis metodas gali žymiai padidinti saulės elementų energijos konversijos efektyvumą, atitinkamai nepadidinant gamybos sąnaudų.
„Tai yra tokia pamatinė naujovė, kurios pramonė laukė“, – sakė vyresnysis tvarios energijos įmonės analitikas. Spartesnis pasaulio perėjimas prie atsinaujinančios energijos priklauso nuo silicio elementų efektyvumo padidinimo per dabartinį plokščiakalnį. Viena svarbi technologija, galinti padidinti saulės elektros energijos paplitimą ir įperkamumą, yra stabilus viengubo dalijimasis.
Siekdama sukurti komercinio{0}}klasės prototipų elementus, UNSW komanda dabar sutelkia dėmesį į medžiagos integravimo gerinimą ir gamybos proceso išplėtimą. Jų atlikti tyrimai greičiausiai sukels šurmulį būsimose pramonės konferencijose ir susirinkimuose, pavyzdžiui, kitame Pasauliniame BC technologijų inovacijų aukščiausiojo lygio susitikime, po to, kai jis bus paminėtas rankraštyje, pateiktame gerbiamam mokslo žurnalui.
Apie Naujojo Pietų Velso universitetą (UNSW):
Viena iš pirmaujančių Australijos tyrimų ir švietimo institucijų, UNSW Sidnėjus, yra švenčiama už savo novatorišką darbą fotovoltinės mokslo srityje. Daugiau nei keturis dešimtmečius mokslininkai buvo saulės elementų technologijos priešakyje, nuolat siekdami ir gerindami pasaulio saulės energijos efektyvumo rekordus.