Сегодня 21 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 🔥
Postgres Professional представила СУБД Postgres Pro AXE для гибридных нагрузок 2 ч.
Цукерберг успокоил сотрудников Meta: новых массовых увольнений в этом году не ожидается 2 ч.
Microsoft позвала звёздного аналитика Мэттью Болла спасать стратегию Xbox 3 ч.
«Очередной шедевр Amanita»: авангардная головоломка Phonopolis от авторов Machinarium и Samorost стартовала в Steam с рейтингом 96 % 4 ч.
Embracer подтвердила сроки релиза следующей игры Warhorse Studios — новая Kingdom Come может выйти уже в 2027 году 6 ч.
Хакеры слили данные клиентов Trump Mobile и раскрыли реальные продажи смартфона T1 7 ч.
Сетевой боевик Spellcasters Chronicles от авторов Detroit: Become Human закроется спустя четыре месяца раннего доступа, зато у Star Wars Eclipse всё хорошо 7 ч.
Apple похвалилась, что пресекла мошеннические транзакции на $11,2 млрд за шесть лет и на этом не остановится 8 ч.
Owlcat раскрыла статистику участников «беты» The Expanse: Osiris Reborn и рассказала, как будет улучшать игру после критики фанатов 8 ч.
«Ваше мнение имеет значение»: разработчики Subnautica 2 помогут игрокам защититься от рыб, но оружие добавлять не будут 9 ч.
Первые тесты Lisuan LX 7G100 показали: Китай научился делать GPU для современных игр, но пока небыстрые 3 ч.
Samsung увернулась от забастовки, способной взвинтить цены на память — рабочие добились повышения премий 4 ч.
AM4 жив! Юбилейный Ryzen 7 5800X3D AM4 10th Anniversary Edition появился в продаже в Индии за $310 5 ч.
Китайские учёные впервые в истории запитали несколько движущихся по воздуху целей микроволновым лучом 5 ч.
Founders Edition, но не от Nvidia: китайская Lisuan Tech показала игровую видеокарту LX 7G100 в эталонном исполнении 5 ч.
Alibaba представила ИИ-ускоритель Zhenwu M890, который втрое быстрее предшественника 7 ч.
Суперкомпьютер по подписке: Bull предоставила Airbus инфраструктуру HPC-as-a-service 7 ч.
«Билайн бизнес» сообщил о массовом внедрении аудиобейджей с ИИ — они проанализировали 600 тысяч часов разговоров 8 ч.
Представлен iQOO 15T — игровой смартфон с разогнанным Dimensity 9500, 200-Мп камерой и батареей на 8000 мА⋅ч 8 ч.
AMD готовит мини-ПК Ryzen AI Halo для вайб-кодинга без облака за $3999 9 ч.