Сегодня 05 мая 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 🔥
Календарь релизов 4–10 мая: Dead as Disco, Mixtape, Motorslice и Beyond Enemy Lines — Vietnam 4 ч.
Forza Horizon 6 не опоздает на старт — игра «укатила» на золото 7 ч.
Инсайдер назвал слухи о DLC для Resident Evil Requiem «полной чушью» и уточнил, когда Capcom анонсирует ремейк Resident Evil Code: Veronica 8 ч.
Инсайдеры: мультиплеерная Assassin's Creed Invictus в духе Fall Guys «просто ужасна», но Ubisoft не теряет надежды 9 ч.
Meta тестирует для Instagram метку для контента, созданного с помощью ИИ 9 ч.
«Станете самыми ненавистными людьми в Америке»: Маск угрожал руководству OpenAI перед началом судебных разбирательств 9 ч.
В открытый доступ попало 10 минут геймплея Awakening — потерянного сюжетного дополнения к Quake 4 10 ч.
Biohub Марка Цукерберга взялся ускорить лечение всех болезней с помощью ИИ-моделей клеток 13 ч.
Развитие ИИ замедляется из-за переизбытка бесполезных данных — их слишком много 13 ч.
Кооперативный шутер о приключениях роботов-ковбоев на Диком Западе стал новым хитом Steam — полмиллиона проданных копий Far Far West 14 ч.
Новая статья: Обзор OnePlus Nord 6: смартфон среднего класса почти с флагманской мощью 2 ч.
Samsung, SK hynix и Micron начали разрабатывать DDR6 — первые модули ожидаются в продаже в 2028–2029 годах 3 ч.
Cerebras объявила о запуске IPO с оценкой капитализации в $26 млрд 3 ч.
Новая статья: Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей 3 ч.
Минпромторг РФ рассказал, что ассортимент не пострадает от исключения Acer, Asus и других из списка параллельного импорта 5 ч.
В 9 из 10 умных колонок в России встроена «Яндекс Алиса» — россияне стали чаще выбирать дорогие модели 5 ч.
В Санкт-Петербурге тоже грядут отключения мобильного интернета и СМС, предупредили операторы 6 ч.
Intel переманила ветерана Qualcomm — курс на ИИ и робототехнику усиливается 7 ч.
«Поставщики с высоким риском»: Еврокомиссия порекомендовала странам ЕС убрать оборудование Huawei и ZTE из сетей 7 ч.
Nvidia теперь на 90 % зависит от азиатских поставщиков — в прошлом году было 65 % 8 ч.