Сегодня 15 апреля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Японцы придумали солнечную панель с запредельным КПД — с квантовой эффективностью 130 %

Даже в научно-фантастических произведениях КПД источников энергии не может быть больше 100 % — это физика нашей Вселенной. Потери есть всегда. Задача учёных снизить объём потерь, что тем сложнее, чем ближе к его теоретическому пределу. Для классического солнечного элемента на p-n-переходе предел — это 33 % КПД. Но физика солнечного света сложнее. И учёные из Японии нашли возможность далеко выйти за пределы этой теории.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Идею проработали исследователи из Университета Кюсю (Kyushu University) в сотрудничестве с Университетом Йоханнеса Гутенберга (Johannes Gutenberg University) из Германии. В классическом фотоэлементе один поглощённый фотон создаёт в полупроводнике один экситон (электрон и дырку). Фотон — это один квант света (минимально возможная единица энергии электромагнитного излучения данной длины волны). Он не может создать больше одного электрона. Эта энергия поглощается электроном и переводит его в возбуждённое состояние, отправляя путешествовать по материалу в виде электрического тока.

При этом электроны реагируют только на свет (фотоны) определённой длины волны. Они не поглощают кванты энергии в нижнем и верхнем диапазоне излучения. Таких материалов просто нет в природе или учёные не научились их создавать. В то же время такие «запредельные» фотоны попадают на солнечную панель, но не создают в ней поток электронов, а только рассеиваются в виде тепла. Это тот резерв, который смогли привлечь к выработке электричества учёные. Конкретно — они смогли с пользой использовать высокоэнергетические фотоны из синей части спектра.

Механизм работы технологии основан на двух ключевых процессах. Высокоэнергетические (синие) фотоны в материале подвергаются синглетному расщеплению: один экситон делится на два с более низкой энергией и уже каждый из этих двух экситонов захватывается встроенным в фотоэлемент «молибденовым комплексом» в комбинации с определённым материалом. Тем самым вместо одного электрона «синий» фотон фактически возбуждает в материале два электрона для генерации тока. Попутно комбинация материалов подавляет так называемый Фёрстеровский перенос энергии, который в обычных условиях блокировал бы возбуждение определённого количества электронов и понижал бы КПД.

Эксперименты показали впечатляющие результаты, а именно квантовый выход около 130 % (1,3 экситона на фотон). По оценкам исследователей, такая технология способна поднять теоретическую эффективность однопереходных солнечных элементов до 35–45 %, что существенно превышает предел Шокли–Квейссера (33 %) для традиционных кремниевых панелей и реальные показатели коммерческих модулей (20–25 %). Достижение носит пока характер доказательства концепции и реализован в растворе молекул, однако он закладывает основу для прорыва в производстве солнечной энергии.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Группа Астра» представила неизменяемый режим Astra Linux Server для контейнерных сред 3 ч.
Звезда Marvel’s Spider-Man 2 взбудоражил фанатов тизером Marvel’s Spider-Man 3 4 ч.
Трилогия классических ролевых игр Gothic выйдет на консолях Xbox и PlayStation до конца ноября 4 ч.
Подразделение Microsoft в России признано банкротом 5 ч.
Приложение Google для настольных компьютеров теперь доступно пользователям Windows по всему миру 5 ч.
За месяц до погружения в пучины раннего доступа Subnautica 2 осталась без издателя 6 ч.
Киберпанковый боевик Replaced добрался до релиза и заслужил одобрение критиков — игра приятно удивила ценой в российском Steam 7 ч.
Starfield вышла на PS5 в неиграбельном виде, но Bethesda пообещала всё исправить 7 ч.
Microsoft объяснила, почему незаметно отказалась от возможности активации Windows 11 по телефону 7 ч.
Adobe закрыла серьёзную уязвимость в Acrobat Reader, позволявшую атаковать систему через PDF-файлы 7 ч.
Новая статья: Обзор игрового OLED 4K-монитора MSI MAG 322UP QD-OLED E16: достаточный уровень 45 мин.
Sophia Space обкатает софт на ИИ-спутниках Kepler перед запуском собственных космических ЦОД 2 ч.
Sony представила игровой OLED-монитор Inzone M10S II с частотой до 720 Гц и ценой $1100 3 ч.
Sony выпустила полноразмерную игровую открытую гарнитуру Inzone H6 Air с пространственным звуком за $200 3 ч.
Rolls-Royce разработает малые модульные ядерные реакторы для Великобритании 5 ч.
«Медведково-2», флагманский объект РТК-ЦОД, вошёл в реестр дата-центров Минцифры России 6 ч.
Представлена серия экшн-камер GoPro Mission 1 с поддержкой съёмной оптики Micro Four Thirds 7 ч.
Энтузиаст запустил ИИ-модель на древнем мини-ЭВМ PDP-11 с процессором на 6 МГц и 64 Кбайт ОЗУ 7 ч.
Amazon поглотила спутникового оператора Globalstar за $11,57 млрд и договорилась о сотрудничестве с Apple 8 ч.
Опубликованы изображения смартфона-раскладушки Motorola Razr 70 9 ч.