5 november 2025, Sydney, Australië Een onderzoeksteam van de Universiteit van New South Wales (UNSW) heeft met succes het stabiele "Singlet Fission"-effect aangetoond binnen een siliciumzonnecelarchitectuur, wat een aanzienlijke vooruitgang betekent in de fotovoltaïsche technologie. Er wordt verwacht dat een nieuw tijdperk van zonne-energie met zeer-hoge-prestaties zal worden ingeluid door deze langverwachte doorbraak, die naar verwachting de theoretische efficiëntielimieten van de huidige siliciumpanelen zal doorbreken.
De "Shockley-Queisser Limit" heeft de grootste theoretische efficiëntie van conventionele siliciumzonnecellen met enkele -junctie jarenlang beperkt tot ongeveer 29,4%. Hoogenergetische fotonen (zoals die uit het blauwe spectrum) die overtollige warmte produceren in plaats van elektriciteit, zijn verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van de zonne-energie die verloren gaat in deze cellen. Er is een krachtige remedie voor dit probleem voorgesteld: het Singlet Fission-effect.
Wanneer een enkel hoog{0}}foton een bepaald materiaal treft, voert het een chemische reactie uit die twee "excitonen" (elektronen-gatenparen) creëert, waardoor de elektrische stroom die door dat initiële foton wordt geproduceerd, wordt verdubbeld.
Hoewel het fenomeen in natuurkundige laboratoria is bestudeerd, heeft de instabiliteit van de organische materialen die worden gebruikt om het effect mogelijk te maken de praktische toepasbaarheid ervan in commerciële siliciumfotovoltaïsche zonne-energie belemmerd. Deze materialen verslechterden doorgaans snel, waardoor ze niet geschikt waren voor de lange levensduur van zonnepanelen.
Het belangrijkste succes van het UNSW-team was het ontdekken en gebruiken van een nieuw en zeer stabiel organisch halfgeleidermateriaal. Het heeft het Singlet Fission-proces met silicium geïnitieerd en kan zijn structuur en functionele capaciteit gedurende een langere periode behouden.
De hoofdprofessor van het initiatief verklaarde: "Ons onderzoek heeft Singlet Fission met succes omgezet van een fascinerende laboratoriumnieuwsgierigheid naar een stabiel, technisch proces." "Er is een familie van stabiele organische verbindingen ontdekt die soepel kunnen worden opgenomen als een laag bovenop een siliciumcel. Deze laag verhoogt de totale stroom door hoogenergetische fotonen op te vangen, splijting uit te voeren en de energie effectief over te dragen naar het siliciumsubstraat. Het vinden van een materiaal dat zowel extreem effectief als duurzaam genoeg is voor dagelijks gebruik was van cruciaal belang.
De wereldwijde zonne-energie-industrie kan als gevolg van deze ontwikkeling een paradigmaverschuiving ondergaan. Deze methode heeft het potentieel om de energieomzettingsefficiëntie van zonnecellen aanzienlijk te verhogen zonder de productiekosten dienovereenkomstig te verhogen.
“Dit is het soort fundamentele innovatie waar de industrie op heeft gewacht”, zegt een senior analist van een duurzaam energiebedrijf. Het versnellen van de verschuiving van de wereld naar hernieuwbare energie hangt af van het verhogen van de efficiëntie van siliciumcellen boven het huidige plateau. Een belangrijke technologie die de alomtegenwoordigheid en betaalbaarheid van zonne-elektriciteit zou kunnen vergroten, is stabiele singletsplijting.
Om prototypecellen van commerciële{0}}kwaliteit te bereiken, concentreert het UNSW-team zich nu op het verbeteren van de integratie van het materiaal en het uitbreiden van het fabricageproces. Het onderzoek dat zij hebben uitgevoerd zal waarschijnlijk voor opschudding zorgen op toekomstige conferenties en bijeenkomsten in de industrie, zoals de volgende Global BC Technology Innovation Summit, nadat het is vermeld in een manuscript dat is ingediend bij een gerespecteerd wetenschappelijk tijdschrift.
Over de Universiteit van New South Wales (UNSW):
Een van de toonaangevende onderzoeks- en onderwijsinstellingen van Australië, UNSW Sydney, wordt gevierd vanwege zijn baanbrekende werk op het gebied van de fotovoltaïsche wetenschap. Al meer dan vier decennia lopen onderzoekers voorop op het gebied van zonneceltechnologie, waarbij ze consequent wereldrecords op het gebied van zonne-efficiëntie vestigen en breken.
