Αυστραλοί ερευνητές φωτοβολταϊκών έφτιαξαν ένα' cool' ανακάλυψη: Η απλή σχάση και τα διαδοχικά ηλιακά κύτταρα - δύο καινοτόμοι τρόποι για την αποδοτικότερη παραγωγή ηλιακής ενέργειας - συμβάλλουν επίσης στη μείωση των θερμοκρασιών λειτουργίας και στη διατήρηση των συσκευών σε λειτουργία για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Τα διαδοχικά κύτταρα μπορούν να κατασκευαστούν από συνδυασμό πυριτίου - το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο φωτοβολταϊκό υλικό - και νέες ενώσεις όπως οι νανοκρυστάλλοι περοβσκίτη, οι οποίοι μπορούν να έχουν μεγαλύτερο εύρος ζώνης από το πυρίτιο και να βοηθήσουν τη συσκευή να συλλάβει μεγαλύτερο μέρος του ηλιακού φάσματος για παραγωγή ενέργειας.
Η ενιαία σχάση, εν τω μεταξύ, είναι μια τεχνική που παράγει διπλάσιους ηλεκτρονικούς φορείς φορτίου από τον κανονικό για κάθε φωτόνιο φωτός που απορροφάται από το' Το τετρακένιο χρησιμοποιείται σε αυτές τις συσκευές για τη μεταφορά της ενέργειας που παράγεται από την απλή σχάση σε πυρίτιο.
Επιστήμονες και μηχανικοί σε όλο τον κόσμο εργάζονται για τον καλύτερο τρόπο για να ενσωματώσουν διαδοχικά κύτταρα και μεμονωμένες διαδικασίες σχάσης σε εμπορικά βιώσιμες συσκευές που μπορούν να αναλάβουν τα συμβατικά ηλιακά κύτταρα πυριτίου μονής διασταύρωσης που βρίσκονται συνήθως στις στέγες και σε συστοιχίες μεγάλης κλίμακας.
Τώρα, οι εργασίες που πραγματοποιήθηκαν από τη Σχολή Μηχανικών Φωτοβολταϊκών και Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και το ARC Center of Excellence in Exciton Science, που βασίζονται και οι δύο στο UNSW στο Σίδνεϊ, έχουν επισημάνει ορισμένα βασικά πλεονεκτήματα τόσο για τα διαδοχικά κύτταρα όσο και για την απλή σχάση.
Οι ερευνητές έδειξαν ότι τόσο τα παράλληλα κύτταρα πυριτίου/περοβσκίτη όσο και τα κύτταρα σχάσης με βάση τετρακένιο θα λειτουργούν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από τις συμβατικές συσκευές πυριτίου. Αυτό θα μειώσει τον αντίκτυπο της ζημιάς από τη θερμότητα στις συσκευές, επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής τους και μειώνοντας το κόστος της ενέργειας που παράγουν.
Για παράδειγμα, μια μείωση 5-10 ° C στη θερμοκρασία λειτουργίας της μονάδας αντιστοιχεί σε κέρδος 2% -4% στην ετήσια παραγωγή ενέργειας. Και η διάρκεια ζωής των συσκευών είναι γενικά διπλή για κάθε 10 ° C μείωση της θερμοκρασίας. Αυτό σημαίνει αύξηση της διάρκειας ζωής κατά 3,1 χρόνια για τα διαδοχικά κύτταρα και 4,5 έτη για τα απλά κύτταρα σχάσης.
Στην περίπτωση μεμονωμένων κυττάρων σχάσης, υπάρχει ένα άλλο εύχρηστο όφελος' Όταν το τετρακένιο αναπόφευκτα υποβαθμίζεται, γίνεται διαφανές στην ηλιακή ακτινοβολία, επιτρέποντας στο κύτταρο να συνεχίσει να λειτουργεί ως μια συμβατική συσκευή πυριτίου, αν και αυτή που λειτουργούσε αρχικά σε χαμηλότερη θερμοκρασία και είχε ανώτερη απόδοση κατά την πρώτη φάση του κύκλου ζωής της.
Η επικεφαλής συγγραφέας Dr Jessica Yajie Jiang είπε:" Η εμπορική αξία των φωτοβολταϊκών τεχνολογιών μπορεί να αυξηθεί είτε αυξάνοντας την αποδοτικότητα μετατροπής ενέργειας είτε τη διάρκεια ζωής λειτουργίας. Το πρώτο είναι ο κύριος μοχλός για την ανάπτυξη τεχνολογιών επόμενης γενιάς, ενώ ελάχιστη σκέψη έχει δοθεί στα πιθανά πλεονεκτήματα της διάρκειας ζωής.
& quot; Αποδείξαμε ότι αυτές οι προηγμένες φωτοβολταϊκές τεχνολογίες δείχνουν επίσης βοηθητικά οφέλη όσον αφορά την αυξημένη διάρκεια ζωής, λειτουργώντας σε χαμηλότερη θερμοκρασία και μεγαλύτερη ανθεκτικότητα υπό υποβάθμιση, εισάγοντας ένα νέο παράδειγμα για την αξιολόγηση των δυνατοτήτων των νέων τεχνολογιών ηλιακής ενέργειας."