5 листопада 2025 р., Сідней, Австралія Дослідницька група Університету Нового Південного Уельсу (UNSW) успішно продемонструвала стабільний ефект «синглетного поділу» в архітектурі кремнієвих сонячних елементів, що відзначає значний прогрес у фотоелектричних технологіях. Очікується, що завдяки цьому довгоочікуваному прориву, який, як очікується, порушить теоретичні межі ефективності сучасних кремнієвих панелей, почнеться нова ера над-високо{4}}ефективної сонячної енергії.
«Обмеження Шоклі-Квіссера» протягом багатьох років обмежувало найбільшу теоретичну ефективність звичайних кремнієвих сонячних елементів із одно-переходом приблизно до 29,4%. Високо{4}}енергетичні фотони (наприклад, із синього спектру), які виробляють надлишок тепла, а не електрики, пояснюють значну кількість сонячної енергії, втраченої в цих елементах. Було запропоновано потужний засіб вирішення цієї проблеми: ефект синглетного поділу.
Коли один високо{0}}енергетичний фотон стикається з певним матеріалом, він виконує хімічну реакцію, яка створює два «екситони» (електронно-діркові пари), тим самим подвоюючи електричний струм, вироблений цим початковим фотоном.
Незважаючи на те, що це явище вивчали у фізичних лабораторіях, нестабільність органічних матеріалів, які використовуються для створення ефекту, перешкоджає його практичному застосуванню в комерційних кремнієвих фотоелектричних установках. Ці матеріали зазвичай швидко псуються, що робить їх непридатними для тривалого терміну експлуатації сонячних панелей.
Основним успіхом команди UNSW було відкриття та використання нового та високостабільного органічного напівпровідникового матеріалу. Він ініціював процес синглетного поділу з кремнієм і може зберігати свою структуру та функціональну здатність протягом тривалого періоду часу.
Головний професор ініціативи заявив: «Наше дослідження успішно перетворило поділ одиночних клітин із захоплюючої лабораторної цікавості на стабільний процес, який можна розробити». «Було виявлено сімейство стабільних органічних сполук, які можна плавно включати у вигляді шару поверх кремнієвої комірки. Цей шар збільшує загальний струм, захоплюючи високо- фотони енергії, здійснюючи поділ та ефективну передачу енергії в кремнієву підкладку. Пошук матеріалу, який є надзвичайно ефективним і досить міцним для повсякденного використання, був вирішальним.
Світова сонячна промисловість може зазнати зміни парадигми в результаті цього розвитку. Цей метод має потенціал для значного підвищення ефективності перетворення енергії сонячних елементів без відповідного підвищення витрат на виробництво.
«Це фундаментальна інновація, на яку чекала галузь», — сказав старший аналітик компанії зі сталого розвитку енергетики. Прискорення переходу світу на відновлювані джерела енергії залежить від підвищення ефективності кремнієвих елементів на поточному плато. Однією з важливих технологій, яка може збільшити повсюдність і доступність сонячної електроенергії, є стабільне синглетне ділення.
Щоб отримати комерційний{0}}прототип комірок, команда UNSW зараз зосереджується на покращенні інтеграції матеріалу та розширенні процесу виготовлення. Дослідження, яке вони провели, ймовірно, викличе галас на майбутніх конференціях і зібраннях у галузі, таких як наступний Глобальний саміт технологічних інновацій BC, після того, як про нього було згадано в рукописі, поданому до авторитетного наукового журналу.
Про Університет Нового Південного Уельсу (UNSW):
Один із провідних дослідницьких та освітніх закладів Австралії, UNSW Sydney, відомий своєю піонерською роботою в галузі фотоелектричної науки. Понад чотири десятиліття дослідники були в авангарді технологій сонячних батарей, постійно встановлюючи та побиваючи світові рекорди сонячної ефективності.