技术介绍
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目前市场上销售的太阳能光伏电池板中，有97%是由晶硅材料制成。尽管行业每年都在不断推动技术进步，以提高光伏转换效率和降低生产成本，但硅太阳能电池已接近其理论效率极限。要进一步提升其性能，亟需开发全新的技术。
单线态分裂是一种潜力巨大的分子过程，能够将硅太阳能电池的转换效率从目前的29%提高至42%。在传统的硅太阳能电池中，每个吸收的光子只能产生一个激发态电子，而通过精心设计的分子材料，每个吸收的光子通过单线态分裂过程可以生成两个激发态电子。我们正在研发新型分子材料，这些材料不仅适用于太阳能吸收，还能够与传统的硅太阳能电池实现有机集成。最终的器件将结合硅电池的成熟工艺与单线态分裂的高效能特性，为光伏技术的进一步发展提供新的方向。
技术优势
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通过采用单线态分裂机制，可以在硅太阳能电池上沉积一层薄分子材料或将其嵌入封装胶膜中，从而显著提升硅太阳能电池的转换效率。这项技术为提高硅太阳能电池效率提供了一种简便而可靠的路径，有望使电池转换效率超过30%，同时保留现有硅太阳能电池的大部分制造工艺。
与通常被视为晶硅光伏技术未来的叠层电池技术相比，单线态分裂器件的实施更为简化。其独特优势在于无需电流匹配，从而对一天中太阳光谱变化的敏感性较低。此外，单线态分裂器件通过提高效率，可减少太阳电池内部的寄生热量生成，使电池在较低温度下运行，这不仅提升了组件的可靠性，还延长了使用寿命。
重点成果
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2023年2月，悉尼新南威尔士大学启动了一项为期五年的研发项目，总经费达1,400万澳元。该项目由澳大利亚可再生能源署（ARENA）通过“转型研究加速商业化（TRAC）”计划资助，旨在支持超低成本太阳能光伏研究。项目目标是到2030年实现光伏系统成本低于每瓦0.3美元，同时开发出效率超过30%的太阳能电池技术。项目团队由悉尼新南威尔士大学的17名教职人员和来自中国的八家企业组成，共同致力于单线态分裂太阳电池技术的研究与产业化。
该项目汇聚了悉尼新南威尔士大学在单线态分裂材料与光化学领域的核心科研力量，由Tim Schmidt教授、澳大利亚研究理事会（ARC）未来研究员Murad Tayebjee博士以及Ned Ekins-Daukes教授强强联合，共同推动前沿研究与技术突破。Ned Ekins-Daukes教授的技术已成功应用于高效率的太阳能电池中，为该研究提供了坚实基础。
悉尼新南威尔士大学的先进研究设施非常适合硅太阳能电池的开发。我们拥有的尖端半导体加工设备通常仅见于国家级研究机构。这一项目是全球首个将先进硅光伏器件研发与单线态分裂光化学技术相结合的重要研究计划，代表了技术突破与产业化转化的新里程碑。
