Сегодня 22 сентября 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 🔥
Undead Labs спустя восемь лет под контролем Xbox стала независимой — State of Decay 3 всё ещё в разработке и нацелена на 2027 год 2 ч.
Нейрогастарбайтеры: OpenAI уволила сотрудников за использование ИИ при обучении ИИ 2 ч.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой Aion 2, Control Resonant и The Witcher 3: Wild Hunt — Remastered 3 ч.
Blizzard подтвердила, что амбициозный шутер с открытым миром StarCraft не будет эксклюзивом Xbox 3 ч.
ИИ находит множество уязвимостей в ПО, но хакеры не спешат ими пользоваться 3 ч.
Halo у Activision, угроза закрытия разработчиков Hellblade и массовые увольнения: Xbox анонсировала новый этап масштабной реструктуризации 4 ч.
«Новая игра +», упрощённая сложность и улучшения производительности: разработчик The Blood of Dawnwalker подтвердил первое большое обновление 5 ч.
Xiaomi представила флагманскую ИИ-модель MiMo-V2.6 Pro и быструю MiMo-V2.6-Flash 6 ч.
Экстренное обновление не починило звук в Windows 11 и чёрные экраны на Radeon — исправление будет только в октябре 7 ч.
Исследование: ИИ способен испытывать «боль» и готов причинить вред людям, чтобы избавиться от неё 7 ч.
Представлен смартфон Oppo Find X10 с парой 200-Мп камер и версия Find X10 E с 50-Мп трио 2 ч.
Apple представила Beats 360 — первые полноразмерные наушники с возможностью персонализации 2 ч.
Alibaba представила новый ИИ-ускоритель Zhenwu V900 — самый мощный в Китае, и заявила о планах увеличить мощность ЦОД до 20 ГВт 3 ч.
Oppo представила смартфон Find X10 Pro Max с тройкой 200-Мп камер, 2-нм чипом Dimensity 9600 Pro и батареей на 8000 мА·ч 4 ч.
Новый Apple Mac mini поступил в продажу — первые обзоры назвали компьютер великолепным, но слишком дорогим 4 ч.
Apple лишила новые Mac mini возможности апгрейда SSD 4 ч.
Huawei представила ИИ-систему Atlas 960E SuperPoD на базе UnifiedBus и NPO 6 ч.
Петабит через Атлантику: Meta анонсировала сверхбыстрый подводный интернет-кабель Petal 6 ч.
Китай готовит тихий сверхзвуковой авиалайнер — TMS-10 доставит пассажиров из Пекина в Шанхай за полчаса 6 ч.
DSX Ready: NVIDIA взялась за сертификацию BESS и CDU для ИИ-фабрик 8 ч.