Сегодня 02 ноября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Прототип отменённого приквела Portal спустя 20 лет попал в открытый доступ — 40 минут геймплея F-Stop 40 мин.
Новая статья: Gamesblender № 800: битва за Mass Effect, «тяжелый» реализм GTA VI и триумф Phantom Blade Zero 14 ч.
Хоррор Black Lake про заброшенный приют и «бескрайний чёрный океан» обзавёлся первым геймплейным тизером 15 ч.
Binance возобновила вывод средств и возместила 95 % украденных $6,3 млрд 18 ч.
Панель задач Windows 11 навсегда останется на привязи: Microsoft объяснила отказ от перетаскивания 24 ч.
Новая статья: Clive Barker’s Hellraiser: Revival — игра, вызывающая приятную боль. Рецензия 01-11 00:01
Квартальный объём мирового рынка облачных инфраструктур вырос в полтора раза 31-10 23:04
Binance закрыла 90 % дыры после кражи $6,3 млрд — вывод средств обещают вернуть 1 ноября 31-10 21:28
GamesVoice озвучила последний трейлер GTA VI и намекнула, что русский дубляж игры может появиться «когда-нибудь потом» 31-10 20:21
Apple Intelligence на следующей неделе доберётся до Китая — с Qwen от Alibaba, но без новой Siri 31-10 10:29
Новая статья: Обзор ASUS ROG Strix SCAR 18 G835 (2026): этот ноутбук быстрее 99 % десктопов 11 ч.
Проект ЦОД Project Blue в Аризоне обострил спор о распределении дефицитных водных ресурсов 22 ч.
SpaceX не смогла отделаться от иска NAACP по поводу загрязнения воздуха в Мемфисе 24 ч.
Meta тайно создала прототип человекоподобного робота для дома — помогли китайцы 31-10 23:27
Прогноз Kioxia разочаровал инвесторов — компания отметила снижение темпов роста стоимости флеш-памяти 31-10 23:22
Орбитальный ЦОД Google Suncatcher вышел на связь и написал хайку 31-10 23:11
ИИ-агент Anthropic Claude самостоятельно провёл операцию на мозге живой мыши 31-10 17:36
Альтман приехал к Samsung выпрашивать память для ИИ на фоне усиления дефицита 31-10 16:56
Подорожают и камеры: Canon готовится переложить рост затрат на покупателей 31-10 13:35
Инвесторы отрезали OpenAI от денег — компания не собрала и половины от $30 млрд, на которые рассчитывала 31-10 10:39