Pesquisadores fotovoltaicos australianos fizeram um' legal' descoberta: a fissão singlete e as células solares em tandem - duas maneiras inovadoras de gerar energia solar com mais eficiência - também ajudam a reduzir as temperaturas de operação e manter os dispositivos funcionando por mais tempo.
As células tandem podem ser feitas de uma combinação de silício - o material fotovoltaico mais comumente usado - e novos compostos como nanocristais de perovskita, que podem ter um bandgap maior do que o silício e ajudar o dispositivo a capturar mais do espectro solar para geração de energia.
A fissão singlete, por sua vez, é uma técnica que produz duas vezes mais portadores de carga eletrônica do que o normal para cada fóton de luz que' é absorvido. O tetraceno é usado nesses dispositivos para transferir a energia gerada pela fissão do singlete para o silício.
Cientistas e engenheiros de todo o mundo estão trabalhando na melhor maneira de incorporar células tandem e processos de fissão singlete em dispositivos comercialmente viáveis que podem substituir células solares convencionais de silício de junção única comumente encontradas em telhados e em matrizes de grande escala.
Agora, o trabalho conduzido pela Escola de Engenharia de Energia Fotovoltaica e Renovável e o Centro de Excelência em Ciência da Exciton ARC, ambos com sede na UNSW em Sydney, destacou algumas vantagens importantes para as células tandem e fissão singlete.
Os pesquisadores mostraram que tanto as células tandem de silício / perovskita quanto as células de fissão singlete à base de tetraceno funcionarão a temperaturas mais baixas do que os dispositivos convencionais de silício. Isso reduzirá o impacto de danos causados pelo calor nos dispositivos, estendendo sua vida útil e reduzindo o custo da energia que eles produzem.
Por exemplo, uma redução de 5 a 10 ° C na temperatura de operação do módulo corresponde a um ganho de 2% a 4% na produção anual de energia. E a vida útil dos dispositivos geralmente dobra a cada 10 ° C de redução na temperatura. Isso significa um aumento na vida útil de 3,1 anos para as células em tandem e 4,5 anos para as células de fissão singlete.
No caso de células de fissão singlete, há' é outro benefício útil. Quando o tetraceno inevitavelmente se degrada, ele se torna transparente à radiação solar, permitindo que a célula continue funcionando como um dispositivo de silício convencional, embora tenha operado inicialmente a uma temperatura mais baixa e entregue uma eficiência superior durante a primeira fase de seu ciclo de vida.
A autora principal, Dra. Jessica Yajie Jiang, disse:" O valor comercial das tecnologias fotovoltaicas pode ser aumentado aumentando a eficiência de conversão de energia ou a vida útil operacional. O primeiro é o principal impulsionador para o desenvolvimento de tecnologias de próxima geração, embora pouca atenção tenha sido dada às vantagens potenciais da vida útil.
& quot; Demonstramos que essas tecnologias fotovoltaicas avançadas também apresentam benefícios auxiliares em termos de vida útil aprimorada, operando em temperaturas mais baixas e mais resiliência sob degradação, introduzindo um novo paradigma para avaliar o potencial de novas tecnologias de energia solar."