در یک دستاورد چشمگیر که می‌تواند صنعت انرژی خورشیدی را دگرگون کند، دانشمندان دانشگاه UNSW سیدنی نشان داده‌اند چگونه می‌توان دو برابر انرژی را از یک ذره نور (فوتون) استخراج کرد. این کشف می‌تواند به پنل‌های خورشیدی کمک کند تا از محدودیت‌های قدیمی بازده فناوری سیلیکون فراتر روند.
اکثر پنل‌های خورشیدی امروزی بر پایه‌ی سیلیکون ساخته می‌شوند؛ ماده‌ای اثبات‌شده و مقرون‌به‌صرفه. اما سیلیکون سقف طبیعی خود را دارد و تنها حدود ۲۷ درصد از نور خورشید را به برق تبدیل می‌کند. حد نظری این بازده حدود ۲۹.۴ درصد است، زیرا بخش زیادی از انرژی خورشید به شکل گرما از دست می‌رود.
تیم تحقیقاتی قصد دارد این وضعیت را از طریق فرآیندی به نام شکافت تکی (Singlet Fission) تغییر دهد. این فرآیند به یک فوتون اجازه می‌دهد تا به دو بسته‌ی انرژی تقسیم شود؛ به عبارتی، خروجی را تقریباً دو برابر می‌کند.
دکتر بن کارویثن، پژوهشگر فوق‌دکترا در دانشکده شیمی، گفت:
بخش زیادی از انرژی نور در سلول‌های خورشیدی به‌صورت گرما هدر می‌رود که خود نوعی انرژی است. ما به دنبال راه‌هایی هستیم تا آن انرژی تلف‌شده را به برق بیشتری تبدیل کنیم.
در گذشته، آزمایش‌هایی با ماده‌ای به نام تتراسن (tetracene) نتایج امیدوارکننده‌ای داشت، اما در فضای باز به دلیل تجزیه در برابر هوا و رطوبت موفق نبود. تیم UNSW کشف کرده است که ترکیبی به نام DPND (دی‌پیرولونفتیرایدین‌دی‌اون) می‌تواند همان کار را انجام دهد در حالی که در شرایط بیرونی نیز پایدار باقی می‌ماند.
در نورسان انرژی بخوانید:
خرید پنل خورشیدی با بهترین قیمت و ضمانت اصالت
دکتر کارویثن توضیح داد:
ما نشان داده‌ایم که می‌توان سیلیکون را با این ماده پایدار ترکیب کرد؛ ماده‌ای که دچار شکافت تکی می‌شود و در نتیجه بار الکتریکی اضافی تولید کرد. این هنوز گامی ابتدایی است، اما نخستین نشان‌دهنده‌ی عملی بودن این روش در یک سیستم واقعی است.
در اصل، این کار شبیه رنگ‌آمیزی یک لایه‌ی اضافی روی ساختار موجود است. باید راهی برای اجرای پایدار آن پیدا کنیم، اما دلیلی وجود ندارد که نتواند عملی شود. اگر این روش در مقیاس صنعتی پیاده‌سازی شود، می‌تواند بازده پنل‌های خورشیدی را از ۲۷ درصد کنونی به حدود ۴۵ درصد افزایش دهد. او افزود: رسیدن به بازده ۳۰ درصدی هم دستاورد فوق‌العاده‌ای است، اما سقف بالاتری وجود دارد که امیدواریم به آن برسیم.
این پروژه توسط آژانس انرژی‌های تجدیدپذیر استرالیا (ARENA) در قالب برنامه‌ی انرژی خورشیدی فوق‌کم‌هزینه پشتیبانی می‌شود؛ برنامه‌ای که هدف آن تولید پنل‌هایی با بازده بیش از ۳۰ درصد و قیمت پنل خورشیدی کمتر از ۳۰ سنت به‌ازای هر وات تا سال ۲۰۳۰ است.