Investigadores fotovoltaicos australianos han hecho un descubrimiento «genial»: las células solares de fisión simple y en tándem, dos formas innovadoras de generar energía solar de manera más eficiente, también ayudan a reducir las temperaturas de funcionamiento y mantener los dispositivos en funcionamiento por más tiempo.
Las células en tándem se pueden fabricar a partir de una mezcla de silicio, el material fotovoltaico más utilizado, y nuevos compuestos como los nanocristales de perovskita, que pueden tener una banda prohibida mayor que el silicio y ayudar al dispositivo a capturar más espectro solar para la generación de energía.
Mientras tanto, la fisión simple es una técnica que produce el doble de portadores de carga electrónica de lo habitual por cada fotón de luz absorbido. La tetracina se utiliza en estos dispositivos para transferir la energía de una sola fisión al silicio.
Científicos e ingenieros de todo el mundo están trabajando en la mejor manera de integrar células en tándem y procesos de fisión única en dispositivos comercialmente viables que pueden prescindir de las tradicionales células solares de silicio de unión única que se encuentran comúnmente en tejados y en arreglos a gran escala.
Ahora, el trabajo de la Escuela de Ingeniería Fotovoltaica, Energías Renovables y el Centro ARC de Excelencia en Ciencias Exciton, ambos ubicados en la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney, han resaltado algunas de las principales ventajas de las células tándem y las fisión.
Los investigadores han demostrado que las células en tándem de silicio / perovskita y las células de fisión simple basadas en tetraceno funcionarán a temperaturas más bajas que los dispositivos de silicio convencionales. Esto reducirá el impacto de los daños inducidos por el calor en los dispositivos, extenderá su vida útil y reducirá el costo de la energía que producen.
Por ejemplo, una disminución en la temperatura de operación de la unidad de 5-10 ° C corresponde a un aumento de 2% -4% en la producción anual de energía. Y el panel de electrodomésticos generalmente se duplica con cada 10 ° C de caída de temperatura. Esto significa un aumento de la edad de 3,1 años para las células en tándem y de 4,5 años para las células de fisión simple.
En el caso de las células fisionables individuales, existe otro beneficio beneficioso. Cuando el tetraceno se descompone inevitablemente, se vuelve transparente a la radiación solar, lo que permite que la célula continúe funcionando como un dispositivo de silicio convencional, aunque inicialmente operando a baja temperatura y ofreciendo una eficiencia superior durante la primera etapa de su ciclo de vida.
La autora principal, la Dra. Jessica Yaji Jiang, dijo: «El valor comercial de las tecnologías fotovoltaicas se puede aumentar ya sea aumentando la eficiencia de conversión de energía o la vida útil. El primero es el motor principal para el desarrollo de tecnologías de próxima generación, mientras que la vida útil potencial no se ha pensado mucho en los beneficios.
«Hemos demostrado que estas tecnologías fotovoltaicas avanzadas también demuestran beneficios adicionales en términos de vida útil mejorada al operar a temperaturas más bajas y más flexibilidad en condiciones de degradación, y proporcionar un nuevo modelo para evaluar el potencial de las nuevas tecnologías de energía solar».
Fuente de la historia:
Material Introducción de Centro de excelencia de ARC en ciencia de excitación. Nota: El contenido se puede modificar según el estilo y la longitud.
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