新的太阳能电池技术可以降低设备的工作温度

据美国《每日科学》第10网站报道，澳大利亚新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院和激子科学卓越中心的研究人员最近发现，使用单线态裂变和串联太阳能电池可以更高效地产生太阳能，同时有助于降低运行温度，延长设备使用寿命，为新一代太阳能技术的发展引入新的范式。

系列电池可以由硅和钙钛矿纳米晶等新化合物组成。钙钛矿纳米晶的带隙比硅大，有助于设备捕捉更多的太阳光谱用于发电。

传统太阳能电池的最佳方案是每个光子产生一个电子作为电能的载体。而单重态裂变技术产生的电子数是传统情况的两倍，即一个光子激发两个电子。实现单重态裂变的设备中有四烯，可以将单重态裂变产生的能量转移到硅中。

世界各地的科学家和工程师都在努力寻找将串联电池和单线态裂变过程集成到商业太阳能设备中的最佳方法，以取代屋顶和大规模阵列中常见的传统单结硅太阳能电池。

这一次，串联电池和单线态裂变的一些关键优势在研究人员的工作中得到突出。研究人员已经表明，硅/钙钛矿系列电池和基于四氧化烯的单线态裂变电池可以在比传统硅器件更低的温度下工作。这将减少热量损失对设备的影响，延长设备的使用寿命，降低设备生产的能源成本。

比如模块工作温度降低5-10，相当于每年增加2%-4%。通常发现，温度每降低10，器件的寿命就会增加一倍。这意味着串联电池的寿命增加了3.1年，单线裂变电池的寿命增加了4.5年。

此外，单线裂变电池还有一个优点。当四碳烯不可避免地降解时，它会对太阳辐射变得透明，使电池继续发挥传统硅器件的功能。

研究结果的主要作者杰西卡亚杰博士说：“光伏技术的商业价值可以通过提高能量转换效率或延长运行寿命来实现。前者是下一代技术发展的主要动力，而(之前)人们几乎没有考虑到后者，即潜在的生命优势。”