據(jù)美國《每日科學》網(wǎng)站10日報道，澳大利亞新南威爾士大學光伏和可再生能源工程學院和激子科學卓越中心的研究人員最近發(fā)現(xiàn)：利用單線態(tài)裂變和串聯(lián)太陽能電池兩種方法可更高效產(chǎn)生太陽能，同時有助于降低運行溫度，延長設(shè)備使用壽命，為新一代太陽能技術(shù)發(fā)展引入新范式。

串聯(lián)電池可以由硅和鈣鈦礦納米晶等新化合物組合而成，鈣鈦礦型納米晶具有比硅更大的帶隙，有助于設(shè)備捕獲更多的太陽光譜而用于發(fā)電。

傳統(tǒng)太陽能電池的最佳方案是每個光子產(chǎn)生一個電子作為電能的載體。而單線態(tài)裂變技術(shù)下產(chǎn)生的電子是傳統(tǒng)情況下的兩倍，即一個光子激發(fā)兩個電子。實現(xiàn)單線態(tài)裂變的設(shè)備中有并四苯，它可將單線態(tài)裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)移到硅中。

世界各地的科學家和工程師正在努力尋找最佳方法，將串聯(lián)電池和單線態(tài)裂變過程整合到商用的太陽能設(shè)備中，以取代屋頂和大規(guī)模陣列中常見的傳統(tǒng)單結(jié)硅太陽能電池。

此次，研究人員的工作中突出了串聯(lián)電池和單線態(tài)裂變的一些關(guān)鍵優(yōu)勢。研究人員表明，硅/鈣鈦礦串聯(lián)電池和基于并四苯的單線態(tài)裂變電池與傳統(tǒng)硅器件相比，都能在更低的溫度下運行。這將減少熱量損耗對設(shè)備的影響，延長設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備生產(chǎn)的能源成本。

例如，模塊工作溫度降低5℃—10℃，相當于每年發(fā)電量增加2%—4%。通常發(fā)現(xiàn)，溫度每降低10℃，器件的壽命就會翻一番。這意味著串聯(lián)電池的壽命增加了3.1年，單線態(tài)裂變電池的壽命增加了4.5年。

此外，單線態(tài)裂變電池還有另一個好處。當并四苯不可避免地降解時，它會對太陽輻射變透明，使電池繼續(xù)發(fā)揮傳統(tǒng)硅器件的功能。

這項研究成果主要作者杰西卡·亞捷博士說：“光伏技術(shù)商業(yè)價值可以通過提高能源轉(zhuǎn)換效率或延長運行壽命來實現(xiàn)。前者是下一代技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動力，而(此前)人們幾乎沒有考慮后者，即潛在的壽命優(yōu)勢。”