Сегодня 15 июня 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 🔥
Спустя два года после релиза Capcom удалит микротранзакции из Dragon’s Dogma 2 и снизит цену игры 15 мин.
В Великобритании полицейского уличили в фальсификации доказательств преступлений с помощью ИИ 6 ч.
«Кто купит Xbox и Game Pass ради Gears?»: инсайдер рассекретил «безумный» бюджет Gears of War: E-Day 7 ч.
Anthropic проведёт переговоры с властями США для разблокировки ИИ-моделей Mythos 5 и Fable 5 7 ч.
Авторитетный инсайдер подтвердил, когда выйдет God of War Laufey 8 ч.
В Steam завирусились виртуальные прятки Meccha Chameleon, где можно буквально слиться с окружением 8 ч.
Журналисты раскрыли подробности неанонсированного кооперативного ролевого боевика по «Ведьмаку» 8 ч.
Власти США заподозрили Китай в несанкционированном доступе к модели Mythos компании Anthropic 11 ч.
Веб-версия Google Earth получила общедоступный авиасимулятор 12 ч.
К сентябрю Apple подготовит ряд новых функций для iOS 27 12 ч.
Индийские клиенты Google Cloud уже неделю мирятся со сбоями сети из-за пожара в ЦОД в Дели 17 мин.
MSI оценила портативную приставку Claw 8 EX AI+ на чипе Arc G3 Extreme в $1799 40 мин.
Google Chromebook исполнилось 15 лет — массовыми хромбуки не стали, но завоевали популярность в образовании 50 мин.
Samsung в следующем году запустит производство 4-нм чипов для мозговых имплантов Neuralink 2 ч.
Китайский автопроизводитель Seres представил человекоподобного робота Xiaosai — он умеет поддерживать беседу 2 ч.
ByteDance ведёт переговоры о покупке китайских ИИ-ускорителей Iluvatar CoreX и Baidu 2 ч.
Dreame H16 Pro Steam и Dreame Z40 TangleCut Flex+: какой пылесос выбрать — моющий или для сухой уборки? 3 ч.
Дата-центры Amazon «выпили» почти 9,5 млн кубометров воды в 2025 году 3 ч.
К концу года SK hynix намерена начать массовое производство 375-слойной памяти 3D NAND 4 ч.
SteamOS научили работать с процессорами Intel и настольной видеокартой Arc B580 5 ч.