قام باحثو الطاقة الكهروضوئية الأستراليون بعمل&# 39 ؛ رائع&# 39 ؛ الاكتشاف: الانشطار الفردي والخلايا الشمسية الترادفية - طريقتان مبتكرتان لتوليد الطاقة الشمسية بشكل أكثر كفاءة - تساعد أيضًا في خفض درجات حرارة التشغيل والحفاظ على تشغيل الأجهزة لفترة أطول.
يمكن صنع الخلايا الترادفية من مزيج من السيليكون - المواد الكهروضوئية الأكثر استخدامًا - والمركبات الجديدة مثل البلورات النانوية البيروفسكايت ، والتي يمكن أن يكون لها فجوة نطاق أكبر من السيليكون وتساعد الجهاز على التقاط المزيد من الطيف الشمسي لتوليد الطاقة.
في الوقت نفسه ، يعد الانشطار الفردي تقنية تنتج ضعف حاملات الشحنة الإلكترونية عن المعتاد لكل فوتون ضوئي يمتصه &. يستخدم التيتراسين في هذه الأجهزة لنقل الطاقة الناتجة عن الانشطار المفرد إلى السيليكون.
يعمل العلماء والمهندسون في جميع أنحاء العالم على أفضل طريقة لدمج الخلايا الترادفية وعمليات الانشطار الفردي في أجهزة قابلة للتطبيق تجاريًا والتي يمكنها الاستغناء عن الخلايا الشمسية السيليكونية التقليدية أحادية الوصلة والتي توجد عادة على أسطح المنازل وفي المصفوفات واسعة النطاق.
الآن ، أبرز العمل الذي أجرته كلية الهندسة الكهروضوئية والطاقة المتجددة ومركز ARC للتميز في علوم Exciton ، وكلاهما يقع في جامعة نيو ساوث ويلز في سيدني ، بعض المزايا الرئيسية لكل من الخلايا الترادفية والانشطار المفرد.
أظهر الباحثون أن الخلايا الترادفية المصنوعة من السيليكون / البيروفسكايت والخلايا الانشطارية المفردة القائمة على التتراسين ستعمل في درجات حرارة أقل من أجهزة السيليكون التقليدية. سيؤدي ذلك إلى تقليل تأثير الضرر الناجم عن الحرارة على الأجهزة ، وإطالة عمرها الافتراضي وخفض تكلفة الطاقة التي تنتجها.
على سبيل المثال ، انخفاض درجة حرارة تشغيل الوحدة بمقدار 5-10 درجة مئوية يتوافق مع زيادة بنسبة 2٪ -4٪ في إنتاج الطاقة السنوي. وعمومًا يتضاعف عمر الأجهزة مع كل انخفاض في درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية. وهذا يعني زيادة في العمر 3.1 سنوات للخلايا الترادفية و 4.5 سنوات للخلايا الانشطارية المفردة.
في حالة الخلايا الانشطارية المفردة ، هناك فائدة أخرى مفيدة &. عندما يتحلل التتراسين حتمًا ، يصبح شفافًا للإشعاع الشمسي ، مما يسمح للخلية بمواصلة العمل كجهاز سيليكون تقليدي ، وإن كان يعمل في البداية عند درجة حرارة منخفضة ويقدم كفاءة فائقة خلال المرحلة الأولى من دورة حياته.
قالت المؤلفة الرئيسية الدكتورة جيسيكا ياجي جيانغ:&مثل ؛ يمكن زيادة القيمة التجارية لتقنيات الخلايا الكهروضوئية إما عن طريق زيادة كفاءة تحويل الطاقة أو العمر التشغيلي. الأول هو المحرك الأساسي لتطوير تقنيات الجيل التالي ، بينما لم يتم التفكير كثيرًا في مزايا العمر الافتراضي المحتملة.
& مثل ؛ لقد أظهرنا أن هذه التقنيات الكهروضوئية المتقدمة تُظهر أيضًا فوائد إضافية من حيث تحسين العمر من خلال التشغيل عند درجة حرارة منخفضة ومزيد من المرونة في ظل التدهور ، وتقديم نموذج جديد لتقييم إمكانات تقنيات الطاقة الشمسية الجديدة.&مثل ؛