Vägen till nettonoll belyses med nästa generations solceller genom ökad effektivitet med singletfission.

StockholmForskare förbättrar effektiviteten hos nya solceller genom att dela fotoner i mindre delar. Forskare från UNSW Sydney har publicerat en studie i Nature Chemistry där de förklarar processen med singlet-fission. Denna process kan bidra till att förbättra den nuvarande teknologin för kiselsolceller.

De flesta solpaneler idag tillverkas av kisel och omvandlar solljus till elektricitet, men deras effektivitet är inte särskilt hög. De bästa kiselsolcellerna når bara upp till cirka 27,3% effektivitet, vilket är nära deras maximala gräns på 29,4%. Forskare som professor Tim Schmidt och professor Ned Ekins-Daukes tror att användningen av en process kallad singletfission skulle kunna göra dem ännu mer effektiva.

Viktiga punkter:

• Singletfission kan öka solcellers effektivitet genom att dela upp fotoner till mindre energienheter.
• Detta minskar energiförluster som värme, särskilt från högenergifotoner i det blå spektrumet.
• Magnetfält användes för att sakta ner och bättre förstå singletfissionsprocessen.
• UNSW siktar på att skapa en prototyp med över 30% effektivitet, med finansiering från ARENA.

Singletfission är en process där en foton skapar två energienheter, vilket minskar energiförlusten som värme och gör solceller mer effektiva. Olika färger av ljus har fotoner med olika mängder energi; blå fotoner har mer energi än röda. För närvarande omvandlar solceller allt ljus till en och samma energinivå, vilket leder till betydande värmeförlust.

Genom att lägga till ett lager som kan utföra singlet fission kan kisel-solceller använda mer solljus och producera mindre spill. Detta extra lager ökar strömmen till panelen, vilket förbättrar dess effektivitet.

Läs också:

Idag · 04:09

Bröstmjölksantikroppar skyddar spädbarn mot maginfektioner

Att förstå singletfission är komplicerat. Forskarna använde en specifik våglängd av laserljus för att excitera materialet och lade till magnetfält med hjälp av en elektromagnet. Detta saktade ner processen, vilket gjorde den lättare att undersöka. Denna metod hade inte prövats tidigare. Deras djupare insikt i hur singletfission fungerar på molekylär nivå för dem närmare att skapa användbara tillämpningar.

Den australiensiska myndigheten för förnybar energi (ARENA) stödjer forskning genom sitt program för Ultra Low Cost Solar. De strävar efter att utveckla solceller med över 30 % verkningsgrad till en kostnad av mindre än 30 cent per watt före 2030. Detta mål understryker potentialen hos singlet fission-teknologi för att förbättra solenergins effektivitet.

Professorerna Schmidt och Ekins-Daukes är övertygade om att de kan utveckla en prototyp baserad på sina nya insikter. De samarbetar med industripartners för att kommersialisera denna teknik. Om de lyckas blir det ett betydande framsteg inom förnybar energi.

Det nya sättet att använda ljusenergi kan bli viktigt för solenergins framtid. Det förbättrar solpanelernas effektivitet, vilket hjälper oss att minska utsläppen. Förbättrad teknik för solceller är avgörande för en ren och hållbar energiframtid.