5 בנובמבר 2025, סידני, אוסטרליה צוות מחקר של אוניברסיטת ניו סאות' ויילס (UNSW) הראה בהצלחה את אפקט ה"Singlet Fission" היציב בתוך ארכיטקטורת תאים סולאריים סיליקון, מסמן התקדמות משמעותית בטכנולוגיה הפוטו-וולטאית. עידן חדש של אנרגיית שמש בעלות ביצועים-גבוהים במיוחד- צפוי להיפתח על ידי פריצת הדרך המיוחלת- הזו, שצפויה לנפץ את מגבלות היעילות התיאורטיות של לוחות הסיליקון הנוכחיים.
"הגבלה של שוקלי-Queisser" הגבילה את היעילות התיאורטית הגדולה ביותר של תאי סיליקון סולאריים רגילים-בצומת יחיד לכ-29.4% במשך שנים רבות. פוטונים באנרגיה גבוהה-(כגון אלו מהספקטרום הכחול) המייצרים עודפי חום במקום חשמל אחראים לכמות נכבדה של אנרגיית השמש שאבדה בתאים אלה. הוצעה תרופה חזקה לבעיה זו: אפקט ה-Singlet Fission.
כאשר פוטון יחיד באנרגיה- גבוהה פוגע בחומר מסוים, הוא מבצע תגובה כימית היוצרת שני "אקסיטונים" (זוגות-אלקטרונים), ובכך מכפיל את הזרם החשמלי המופק מאותו פוטון ראשוני.
למרות שהתופעה נחקרה במעבדות פיזיקה, חוסר היציבות של החומרים האורגניים המשמשים כדי לאפשר את האפקט הפריע ליישומו המעשית בפוטו-וולטאים מסחריים של סיליקון. חומרים אלה בדרך כלל הידרדרו במהירות, מה שהופך אותם לא מתאימים לתוחלת החיים הארוכה של הפאנלים הסולאריים.
ההצלחה העיקרית של צוות UNSW הייתה לגלות ולהשתמש בחומר מוליך למחצה אורגני חדש ויציב ביותר. הוא יזם את תהליך ה-Singlet Fission עם סיליקון, ויכול לשמור על המבנה והיכולת התפקודית שלו לאורך תקופה ממושכת.
הפרופסור הראשי של היוזמה הצהיר, "המחקר שלנו העביר בהצלחה את Singlet Fission מסקרנות מעבדתית מרתקת לתהליך יציב וניתן להנדסה." "התגלתה משפחה של תרכובות אורגניות יציבות שניתן לשלב בצורה חלקה כשכבה על גבי תא סיליקון. שכבה זו מגדילה את הזרם הכולל על ידי לכידת פוטונים באנרגיה גבוהה, ביצוע ביקוע והעברת האנרגיה ביעילות למצע הסיליקון. מציאת חומר שהוא גם יעיל וגם עמיד היה חיוני מספיק לשימוש יומיומי.
התעשייה הסולארית העולמית עשויה לעבור שינוי פרדיגמה כתוצאה מהתפתחות זו. לשיטה זו יש פוטנציאל להגביר משמעותית את יעילות המרת החשמל של תאים סולאריים מבלי להעלות בהתאם את עלויות הייצור.
"זה סוג החדשנות הבסיסית לה חיכתה התעשייה", אמר אנליסט בכיר מחברת אנרגיה בת קיימא. האצת המעבר של העולם לאנרגיה מתחדשת תלויה בהעלאת יעילות תאי הסיליקון על פני הרמה הנוכחית שלו. טכנולוגיה חשובה אחת שיכולה להגביר את הנוכחות והזמינות של חשמל סולארי היא ביקוע יחיד יציב.
על מנת להגיע לתאי אב טיפוס מסחריים-, צוות UNSW מתרכז כעת בשיפור שילוב החומר ובהרחבת תהליך הייצור. סביר להניח שהמחקר שהם ערכו ייצור באזז בכנסים ובמפגשים עתידיים בתעשייה, כמו הפסגה הבאה של Global BC Technology Innovation Summit, לאחר שהוא הוזכר בכתב יד שהוגש לכתב עת מדעי מכובד.
על אוניברסיטת ניו סאות' ויילס (UNSW):
אחד ממוסדות המחקר והחינוך המובילים באוסטרליה, UNSW סידני, נחגג על עבודתו החלוצית במדע פוטו-וולטאי. במשך למעלה מארבעה עשורים, חוקרים נמצאים בחזית הטכנולוגיה של תאים סולאריים, קבעו ושברו באופן עקבי שיאי עולם ביעילות השמש.