Investigadors australians de fotovoltaica han obtingut un' cool' descobriment: la fissió senzilla i les cèl·lules solars tàndem, dues formes innovadores de generar energia solar de manera més eficient, també ajuden a reduir les temperatures de funcionament i a mantenir els dispositius en funcionament durant més temps.
Les cèl·lules tàndem es poden fabricar a partir d’una combinació de silici (el material fotovoltaic més utilitzat) i de nous compostos com els nanocristalls de perovskita, que poden tenir una distància de banda més gran que el silici i ajudar el dispositiu a captar més espectre solar per a la generació d’energia.
La fissió de singlet, per la seva banda, és una tècnica que produeix el doble de portadors de càrrega electrònica del normal per a cada fotó de llum que' s absorbeix. El tetracè s’utilitza en aquests dispositius per transferir l’energia generada per la fissió del singlet al silici.
Científics i enginyers de tot el món estan treballant en la millor manera d’incorporar cèl·lules tàndem i processos de fissió de singlet en dispositius comercialment viables que puguin fer-se càrrec de les cèl·lules solars de silici convencionals de sola unió que es troben habitualment als terrats i a les matrius a gran escala.
Ara, els treballs realitzats per l’Escola d’Enginyeria Energètica Fotovoltaica i Renovable i el Centre d’Excel·lència ARC en Exciton Science, ambdós amb seu a UNSW a Sydney, han posat de relleu alguns avantatges clau tant per a les cèl·lules tàndem com per a la fissió del senzill.
Els investigadors van demostrar que tant les cèl·lules tàndem de silici / perovskita com les cèl·lules de fissió de singlet basades en tetracè funcionaran a temperatures més baixes que els dispositius convencionals de silici. D’aquesta manera es reduirà l’impacte del dany causat per la calor als dispositius, ampliant la seva vida útil i reduint el cost de l’energia que produeixen.
Per exemple, una reducció de 5-10 ° C en la temperatura de funcionament del mòdul correspon a un guany del 2% al 4% en la producció d'energia anual. I, en general, la vida útil dels dispositius es duplica per cada reducció de temperatura de 10 ° C. Això significa un augment de la vida útil de 3,1 anys per a les cèl·lules tàndem i 4,5 anys per a les cèl·lules de fissió senzilla.
En el cas de les cèl·lules de fissió de singlet, hi ha un altre avantatge útil&# 39. Quan el tetracè es degrada inevitablement, es torna transparent a la radiació solar, cosa que permet que la cèl·lula continuï funcionant com un dispositiu de silici convencional, encara que inicialment hagi funcionat a una temperatura més baixa i hagi proporcionat una eficiència superior durant la primera fase del seu cicle de vida.
L'autora principal, la doctora Jessica Yajie Jiang, va dir:" El valor comercial de les tecnologies fotovoltaiques es pot augmentar augmentant l'eficiència de conversió d'energia o la vida útil operativa. El primer és el motor principal per al desenvolupament de tecnologies de nova generació, tot i que no s’ha pensat gaire sobre els avantatges potencials de la vida útil.
& quot; Vam demostrar que aquestes avançades tecnologies fotovoltaiques també mostren beneficis accessoris en termes de vida útil millorada en funcionar a temperatura més baixa i més resistència sota degradació, introduint un nou paradigma per avaluar el potencial de les noves tecnologies d’energia solar."