Proboj u solarnim panelima: UNSW patentirao DPND premaz koji može povećati efikasnost silicijuma do 42%

UNSW je patentirao inovativni premaz zasnovan na stabilnom molekulu dipirrolonaftridin‑dionu (DPND) koji, prema izveštaju pv magazine, može značajno povećati efikasnost silicijumskih fotonaponskih ćelija korišćenjem fenomena singlet‑fizije.

„Ključna stvar je da smo razvili praktičan put do jačih silicijumskih solarnih ćelija, bez troškova i složenosti tandema, koji industrija sada može testirati,“ rekao je profesor Ekins‑Daukes (UNSW), prema pv magazine.

Istraživači sa Univerziteta New South Wales otkrili su da se fotostabilni molekul DPND, kada se nanese kao boja ili tanki premaz na površinu silicijumskih ćelija, može koristiti za singlet‑fiziju — proces u kome jedan visokenergijski foton generiše dva uzbuđena para elektron‑šupljina. To znači da se u delu spektra (posebno u "plavom" delu) iskorišćenje svetlosti može praktično udvostručiti.

Šta to znači za efikasnost i radne uslove panela

Prema podacima prenetim u pv magazine, silicijumske ćelije čine oko 95% panela na tržištu. Teorijski limit za jednojunkcione kristalne ćelije iznosi približno 29%, dok komercijalni moduli obično postižu 20–25% efikasnosti. UNSW tim navodi da singlet‑fizija uz DPND može podići efikasnost iznad 30%, a u optimizovanim konfiguracijama potencijalno i do oko 42% — brojke koje su zasnovane na istraživačkim procenama i patentnim prijavama.

Istraživanje takođe ukazuje da primena ovog premazа može smanjiti radnu temperaturu panela (navodno i do ~36 °C u određenim uslovima), što bi dodatno produžilo vek panela (tim navodi prosečno produženje od oko 4,5 godine). Važno je napomenuti da su ove procene preliminarne i da će konačne vrednosti zavisiti od industrijskih testiranja i skaliranja tehnologije.

Prednosti i ograničenja

Glavne prednosti najavljenog rešenja su povećana proizvodnja energije po jedinici površine (što smanjuje broj potrebnih panela), niži balansni troškovi sistema i šira primena — od krovnih instalacija na objektima sa ograničenim prostorom do integracije u zgrade (BIPV) i punjenja električnih vozila kod kuće.

Tim takođe naglašava da prethodno korišćen molekul tetracen pokazuje fotokemijsku nestabilnost i zbog toga nije pogodan za komercijalne aplikacije, dok je DPND označen kao fotostabilnija alternativa. Dodatno, fotoluminiscencija vezana za singlet‑fiziju može poslužiti kao alat za nadzor i dijagnostiku u procesu proizvodnje fotonaponskih modula.

„Ovo otvara vrata otkrivanju i optimizaciji širokog spektra novih materijala koji bi jednog dana mogli povećati efikasnost silicijumskih solarnih ćelija,“ istakao je vanredni profesor Murad Tayebjee, prema pv magazine.

Zaključak i dalji koraci: Reč je o obećavajućem laboratorijskom i patentnom napretku, ali je neophodno industrijsko ispitivanje i skaliranje pre nego što se očekivane brojke potvrde u masovnoj proizvodnji. Ako se pokažu tačnim, ove inovacije mogle bi ubrzati prelazak na efikasniju i prostranijom upotrebom solarne energije.