5. november 2025, Sydney, Austraalia Uus-Lõuna-Walesi ülikooli (UNSW) uurimisrühm on edukalt näidanud räni päikesepatarei arhitektuuris stabiilset "Singlet Fission" efekti, mis tähistab olulist edasiminekut fotogalvaanilise tehnoloogia vallas. See kauaoodatud läbimurre, mis peaks purustama praeguste ränipaneelide teoreetilise efektiivsuse piirid, juhatab eeldatavasti sisse üli-kõrge jõudlusega-päikeseenergia uue ajastu.
"Shockley{0}}Queisser Limit" on piiranud tavapäraste ühe-ühenduskohaga räni päikesepatareide suurimat teoreetilise efektiivsust paljude aastate jooksul ligikaudu 29,4%-ni. Kõrge energiaga footonid (nagu näiteks sinise spektri fotonid), mis toodavad soojust, mitte elektrienergiat, moodustavad suure osa nendes rakkudes kaduma läinud päikeseenergiast. Selle probleemi lahendamiseks on pakutud tõhusat lahendust: üksiku lõhustumise efekt.
Kui üks suure{0}}energiaga footon tabab teatud materjali, viib see läbi keemilise reaktsiooni, mis loob kaks "eksitonit" (elektron-augupaari), kahekordistades sellega esialgsest footonist toodetud elektrivoolu.
Kuigi nähtusi on uuritud füüsikalaborites, on efekti võimaldamiseks kasutatud orgaaniliste materjalide ebastabiilsus takistanud selle praktilist rakendamist kaubanduslikus räni fotogalvaanilises elektrienergias. Need materjalid riknesid tavaliselt kiiresti, muutes need päikesepaneelide pika tööea jaoks sobimatuks.
UNSW meeskonna peamine edu oli uue ja väga stabiilse orgaanilise pooljuhtmaterjali avastamine ja kasutamine. See on algatanud räniga Singlet Fission protsessi ning suudab säilitada oma struktuuri ja funktsionaalse võime pikema aja jooksul.
Algatuse peaprofessor ütles: "Meie uurimustöö on edukalt viinud Singlet Fissioni põnevast laboriuudistusest stabiilseks, konstrueeritavaks protsessiks." "Avaldatud on stabiilsete orgaaniliste ühendite perekond, mida saab sujuvalt lisada kihina ränielemendi peale. See kiht suurendab koguvoolu, püüdes kinni suure-energiaga footonid, viies läbi lõhustumise ja tõhusalt energiat ränisubstraadile üle kandes. Igapäevaseks kasutamiseks oli ülimalt tõhus ja piisavalt vastupidav materjali leidmine.
Selle arengu tulemusena võib ülemaailmne päikeseenergiatööstus teha paradigmamuutuse. See meetod võib oluliselt suurendada päikesepatareide võimsuse muundamise efektiivsust ilma tootmiskulusid vastavalt tõstmata.
"See on selline põhiline uuendus, mida tööstus on oodanud," ütles säästva energia ettevõtte vanemanalüütik. Maailma taastuvenergiale ülemineku kiirendamine sõltub ränielemendi efektiivsuse tõstmisest üle selle praeguse platoo. Üks oluline tehnoloogia, mis võib suurendada päikeseelektri laialdast levikut ja taskukohasust, on stabiilne singlettide lõhustumine.
Kommertskvaliteediga prototüüprakkude poole liikumiseks keskendub UNSW meeskond nüüd materjali integreerimise parandamisele ja tootmisprotsessi laiendamisele. Nende läbiviidud uuringud tekitavad tõenäoliselt tõuke tööstuse tulevastel konverentsidel ja kogunemistel, näiteks järgmisel ülemaailmsel BC tehnoloogiainnovatsiooni tippkohtumisel, pärast seda, kui seda on mainitud tunnustatud teadusajakirjale esitatud käsikirjas.
New South Walesi ülikooli (UNSW) kohta:
Austraalia üht juhtivat teadus- ja haridusasutust, UNSW Sydneyt, tähistatakse fotogalvaanilise teaduse teedrajava töö eest. Üle nelja aastakümne on teadlased olnud päikesepatareide tehnoloogia esirinnas, püstitades ja purustades järjekindlalt päikeseenergia efektiivsuse maailmarekordeid.