5. listopadu 2025, Sydney, Austrálie Výzkumný tým z University of New South Wales úspěšně prokázal stabilní fenomén 'Singlet Fission' ve struktuře křemíkového solárního článku. Toto je kritický krok ve vývoji technologií solární energie, protože se předpokládá, že tento průlom bude předzvěstí začátku nových ultra-vysoce{4}}kvalitních systémů pro získávání energie, které překonají teoretické limity současných křemíkových solárních panelů.
„Shockley-Queisser Limit“ omezil největší teoretickou účinnost konvenčních křemíkových solárních článků s jedním spojem na přibližně 29,4 % po mnoho let. Fotony s vysokou{4}}energií (jako jsou ty z modrého spektra), které produkují přebytečné teplo namísto elektřiny, představují značné množství sluneční energie ztracené v těchto článcích. Byl navržen účinný lék na tento problém: efekt štěpení singlů.
Když jediný foton s vysokou energií narazí na určitý materiál, provede chemickou reakci, která vytvoří dva „excitony“ (elektronové -páry děr), čímž se zdvojnásobí elektrický proud produkovaný tímto původním fotonem.
Ačkoli tento jev byl studován ve fyzikálních laboratořích, nestabilita organických materiálů použitých k umožnění tohoto efektu bránila jeho praktické použitelnosti v komerční křemíkové fotovoltaice. Tyto materiály se obvykle rychle opotřebovávaly, což je činí nevhodnými pro dlouhou provozní životnost solárních panelů.
Primárním úspěchem týmu UNSW bylo objevit a použít nový a vysoce stabilní organický polovodičový materiál. Spustil proces štěpení singlet s křemíkem a může si zachovat svou strukturu a funkční schopnost po delší dobu.
Hlavní profesor iniciativy uvedl: "Náš výzkum úspěšně přeměnil štěpení singletů z fascinující laboratorní kuriozity na stabilní, inženýrsky proveditelný proces." "Byla objevena rodina stabilních organických sloučenin, které lze hladce začlenit jako vrstvu na křemíkový článek. Tato vrstva zvyšuje celkový proud tím, že zachycuje fotony s vysokou -energií, provádí štěpení a efektivně přenáší energii do křemíkového substrátu. Bylo zásadní najít materiál, který je extrémně účinný a dostatečně odolný pro každodenní použití."
Celosvětový solární průmysl může v důsledku tohoto vývoje projít změnou paradigmatu. Tato metoda má potenciál výrazně zvýšit účinnost přeměny energie solárních článků, aniž by se odpovídajícím způsobem zvýšily výrobní náklady.
"Toto je druh základní inovace, na kterou průmysl čekal," řekl senior analytik z udržitelné energetické firmy. Urychlení světového přechodu na obnovitelné zdroje energie závisí na zvýšení účinnosti křemíkových článků oproti současnému stavu. Jednou z důležitých technologií, která by mohla zvýšit všudypřítomnost a cenovou dostupnost solární elektřiny, je stabilní štěpení singletu.
Aby se tým UNSW dostal k prototypovým buňkám komerční{0}}třídy, soustředí se nyní na zlepšení integrace materiálu a rozšíření výrobního procesu. Výzkum, který provedli, pravděpodobně vzbudí rozruch na budoucích konferencích a setkáních v oboru, jako je příští Global BC Technology Innovation Summit, poté, co byl zmíněn v rukopisu předloženém respektovanému vědeckému časopisu.
O University of New South Wales (UNSW):
Jedna z předních australských výzkumných a vzdělávacích institucí, UNSW Sydney, je oslavována pro svou průkopnickou práci ve fotovoltaické vědě. Již více než čtyři desetiletí jsou výzkumníci v čele technologie solárních článků a soustavně stanovují a překonávají světové rekordy v solární účinnosti.
