توسط : 
پژوهشگران ژاپنی موفق به ابداع روشی نوین برای جذب مؤثرتر انرژی خورشیدی شدهاند که میتواند به تولید پنلهای خورشیدی با دمای کاری پایینتر، دوام بیشتر و بازده بالاتر منجر شود. این فناوری که در آزمایشهای اولیه بازده کوانتومی تا حدود ۱۳۰ درصد را ثبت کرده، بر پایه یک سیستم فلزی خاص و ساختاری به نام «گسیلکننده اسپینفلیپ» طراحی شده است.
گروهی از محققان دانشگاه کیوشو ژاپن با استفاده از عنصر مولیبدن، ساختاری ابداع کردهاند که قادر به جذب انرژی حاصل از فرایندی به نام «شکافت واحد» (Singlet Fission) است. در سلولهای خورشیدی معمولی، به دلیل محدودیت موسوم به «مرز شاکلی-کویسر»، تنها بخشی از انرژی تابشی خورشید به برق تبدیل میشود و مابقی به دلیل اختلاف انرژی میان فوتونها و نیمهرساناها هدر میرود.
یوئیچی ساساکی، استاد دانشکده مهندسی دانشگاه کیوشو، توضیح میدهد که دو راهکار اصلی برای عبور از این محدودیت وجود دارد: تبدیل فوتونهای فروسرخ به فوتونهای مرئی پرانرژی، و استفاده از فرایند شکافت واحد که در آن یک فوتون، دو اکسیتون تولید میکند. فرایند شکافت واحد که پژوهشگران آن را «فناوری رویایی» در تبدیل نور مینامند، امکان تقسیم یک تحریک پرانرژی به دو تحریک کوچکتر را فراهم کرده و بدین ترتیب تعداد حاملهای انرژی قابل استفاده را دو برابر میکند.
چالش اصلی این روش، یافتن سازوکاری برای جذب این انرژی چندبرابر شده پیش از آنکه در اثر فرایندهای دیگر تلف شود، بوده است. تیم ژاپنی با ترکیب مواد شکافت واحد با گسیلکننده اسپینفلیپ مبتنی بر مولیبدن، موفق به جذب انتخابی این انرژی شدند. نتایج آزمایشها روی مواد مبتنی بر ترکیب شیمیایی تتراسِن (Tetracene) در حالت محلول، بازده کوانتومی در حدود ۱۱۰ تا ۱۳۰ درصد را نشان داده است؛ یعنی انرژی خروجی بیشتر از انرژی فوتونهای ورودی بوده است.
گفتنی است این نتایج فعلاً در سطح محلول به دست آمده و برای ساخت پنل خورشیدی عملی، توسعه مواد جامد مناسب ضروری است. محققان قصد دارند در گامهای بعدی، این ترکیبها را در سامانههای حالت جامد آزمایش کنند تا کارایی انتقال انرژی در شرایط نزدیک به عملکرد واقعی سلولهای خورشیدی بررسی شود. به گفته پژوهشگران، این فناوری افزون بر پنلهای خورشیدی، در حوزههایی مانند نمایشگرها و فناوریهای نوری نظیر OLED نیز کاربرد خواهد داشت.
