Použitie singletových štiepnych a tandemových solárnych článkov môže efektívnejšie generovať solárnu energiu a zároveň pomôcť znížiť prevádzkové teploty, predĺžiť životnosť zariadení a zaviesť novú paradigmu pre vývoj novej generácie technológie solárnej energie.
Tandemová batéria môže byť zložená z nových zlúčenín, ako sú kremík a nanokryštály perovskitu. Nanokryštály perovskitového-typu majú väčšiu medzeru v pásme ako kremík, čo pomáha zariadeniu zachytiť viac slnečného spektra na výrobu energie.
Najlepším riešením pre tradičné solárne články je, že každý fotón generuje elektrón ako nosič elektrickej energie. Technológia štiepenia singletov produkuje dvakrát toľko elektrónov ako v tradičnom prípade, to znamená, že jeden fotón excituje dva elektróny. V zariadení, ktoré realizuje štiepenie singletov, je tetracén, ktorý dokáže preniesť energiu generovanú štiepením singletov na kremík.
Vedci a inžinieri z celého sveta usilovne pracujú na tom, aby našli najlepší spôsob integrácie tandemových článkov a procesov štiepenia singletov do komerčných solárnych zariadení, aby nahradili tradičné jednospojkové kremíkové solárne články, ktoré sa bežne vyskytujú na strechách a vo veľkých-poliach.
Tentoraz výskumníci zdôraznili niektoré kľúčové výhody sériových buniek a singletového štiepenia. Výskumníci ukázali, že kremíkové/perovskitové tandemové články a singletové štiepne články na báze tetracénu môžu pracovať pri nižších teplotách ako tradičné kremíkové zariadenia. Tým sa zníži vplyv tepelných strát na zariadenie, predĺži sa životnosť zariadenia a znížia sa energetické náklady na výrobu zariadení.
Napríklad zníženie prevádzkovej teploty modulu o 5 až 10 stupňov zodpovedá zvýšeniu ročnej výroby energie o 2 až 4 %. Vo všeobecnosti sa zistilo, že životnosť zariadenia sa zdvojnásobí s každým poklesom teploty o 10 stupňov. To znamená, že životnosť sériovej batérie sa zvýšila o 3,1 roka a životnosť singletovej štiepnej batérie sa zvýšila o 4,5 roka.
Singletová štiepna batéria má navyše ďalšiu výhodu. Keď sa tetracén nevyhnutne degraduje, stane sa transparentným pre slnečné žiarenie, čo umožní batérii, aby naďalej fungovala ako tradičné kremíkové zariadenie.
Dr. Jessica Yajie, hlavná autorka tohto výskumu, povedala: "Komerčnú hodnotu fotovoltaickej technológie možno dosiahnuť zlepšením účinnosti premeny energie alebo predĺžením prevádzkovej životnosti. Prvá z nich je hlavnou hnacou silou vývoja technológií ďalšej-generácie, zatiaľ čo (predtým) ľudia takmer S druhou, potenciálnou výhodou-životnosti, sa nepočítalo."