חוקרי פוטו-וולטאים אוסטרליים גילו תגלית 'מגניבה': ביקוע יחיד ותאים סולאריים דו-מושביים - שתי דרכים חדשניות לייצור אנרגיה סולארית בצורה יעילה יותר - מסייעות גם הן להוריד את טמפרטורות ההפעלה ולשמור על המכשירים פועלים זמן רב יותר.
תאים דו-מושביים יכולים להיעשות משילוב של סיליקון -- החומר הפוטו-וולטאי הנפוץ ביותר -- ותרכובות חדשות כמו ננו-קריסטלים פרובסקיטים, שיכולים להיות בעלי בסיס גדול יותר מסיליקון ולעזור למכשיר ללכוד יותר מהספקטרום הסולארי לייצור אנרגיה.
ביקוע יחיד, בינתיים, היא טכניקה שמייצרת פעמיים את נושאי המטען האלקטרוני מהרגיל לכל פוטון של אור שנספג. Tetracene משמש במכשירים אלה כדי להעביר את האנרגיה שנוצרת על ידי ביקוע יחיד לתוך סיליקון.
מדענים ומהנדסים ברחבי העולם עובדים על הדרך הטובה ביותר לשלב תאים דו-מושביים ותהליכי ביקוע יחידים במכשירים בעלי קיימא מבחינה מסחרית שיכולים להשתלט על תאים סולאריים קונבנציונליים, חד-צומת סיליקון שנמצאים בדרך כלל על גגות ובמערכים בקנה מידה גדול.
כעת, עבודה שנערכה על ידי בית הספר להנדסת אנרגיה פוטו-וולטאית ומתחדשת ומרכז המצוינות ARC במדעי אקסיטון, שניהם מבוססים ב- UNSW בסידני, הדגישה כמה יתרונות מרכזיים הן לתאים דו-מושביים והן לביקוע יחיד.
החוקרים הראו כי הן תאי טנדם סיליקון /פרובסקיט ותאי ביקוע סינגל מבוססי טטרקן יפעלו בטמפרטורות נמוכות יותר מאשר מכשירי סיליקון קונבנציונליים. זה יפחית את ההשפעה של נזקי חום על המכשירים, הארכת תוחלת החיים שלהם והורדת עלות האנרגיה שהם מייצרים.
לדוגמה, ירידה של 5-10 מעלות צלזיוס בטמפרטורת ההפעלה של המודול תואמת לעלייה של 2%-4% בייצור האנרגיה השנתי. ואת משך החיים של מכשירים נמצא בדרך כלל להכפיל עבור כל ירידה של 10°C בטמפרטורה. זה אומר עלייה בחיים של 3.1 שנים עבור תאים דו-מושביים ו 4.5 שנים עבור תאי ביקוע יחיד.
במקרה של תאי ביקוע יחידים, יש יתרון שימושי נוסף. כאשר tetracene בהכרח מתפרק, הוא הופך שקוף לקרינת השמש, ומאפשר לתא להמשיך לתפקד כמכשיר סיליקון קונבנציונלי, אם כי אחד שפעל בתחילה בטמפרטורה נמוכה יותר והעביר יעילות מעולה בשלב הראשון של מחזור החיים שלו.
המחברת הראשית ד"ר ג'סיקה יג'י ג'יאנג אמרה: "ניתן להגדיל את הערך המסחרי של טכנולוגיות פוטו- וולטאיות על ידי הגדלת יעילות המרת האנרגיה או תוחלת החיים התפעולית. הראשון הוא המניע העיקרי לפיתוח טכנולוגיות הדור הבא, בעוד מחשבה מועטה ניתנה ליתרונות תוחלת החיים הפוטנציאליים.
"הוכחנו כי טכנולוגיות פוטו-וולטאיות מתקדמות אלה מציגות גם יתרונות נלווים מבחינת תוחלת חיים משופרת על ידי הפעלה בטמפרטורה נמוכה יותר ועמידות רבה יותר תחת השפלה, והכנסת פרדיגמה חדשה להערכת הפוטנציאל של טכנולוגיות אנרגיה סולארית חדשות."