Användningen av singlet fission och tandem solceller kan generera solenergi mer effektivt, och samtidigt bidra till att sänka driftstemperaturerna, förlänga utrustningens livslängd och introducera ett nytt paradigm för utvecklingen av en ny generation av solenergiteknik.
Tandembatteriet kan bestå av nya föreningar som kisel och perovskit nanokristaller. Nanokristallerna av perovskit-typ har ett större bandgap än kisel, vilket hjälper enheten att fånga mer solspektrum för elgenerering.
Den bästa lösningen för traditionella solceller är att varje foton genererar en elektron som bärare av elektrisk energi. Singlet fissionstekniken producerar dubbelt så många elektroner som i det traditionella fallet, det vill säga en foton exciterar två elektroner. Det finns tetracen i utrustningen som realiserar singletfission, som kan överföra energin som genereras av singletfission till kisel.
Forskare och ingenjörer runt om i världen arbetar hårt för att hitta det bästa sättet att integrera tandemceller och singlettklyvningsprocesser i kommersiell solutrustning för att ersätta traditionella enkla-korsade kiselsolceller som vanligtvis finns i hustak och storskaliga-uppsättningar.
Den här gången lyfte forskarna fram några viktiga fördelar med serieceller och singlet fission. Forskare har visat att kisel/perovskit tandemceller och singlet fissionsceller baserade på tetracen kan fungera vid lägre temperaturer än traditionella kiselenheter. Detta kommer att minska effekten av värmeförlust på utrustningen, förlänga utrustningens livslängd och minska energikostnaderna för utrustningsproduktion.
Till exempel, en minskning av modulens driftstemperatur med 5 grader -10 grader motsvarar en ökning med 2% -4% i den årliga kraftproduktionen. Det visar sig generellt att enhetens livslängd fördubblas för varje 10 graders temperaturminskning. Det betyder att livslängden för seriebatteriet har ökat med 3,1 år, och livslängden för singlet fissionsbatteriet har ökat med 4,5 år.
Dessutom har singlet fissionsbatteriet ytterligare en fördel. När tetracen oundvikligen bryts ned kommer det att bli transparent för solstrålning, vilket gör att batteriet kan fortsätta att fungera som en traditionell kiselenhet.
Dr Jessica Yajie, huvudförfattaren till denna forskning, sa: "Det kommersiella värdet av solcellsteknik kan uppnås genom att förbättra energiomvandlingseffektiviteten eller förlänga livslängden. Den förra är den främsta drivkraften för utvecklingen av nästa-generationsteknik, medan (tidigare) människor nästan inte beaktades."