Сегодня 11 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 🔥
Samsung выпустила One UI 8.5 для поддерживаемых Galaxy спустя пять месяцев бета-тестов 11 мин.
На ПК стартовали предзаказы Subnautica 2 — игра доступна в российских Steam и Epic Games Store 22 мин.
Издателем Stellar Blade 2 выступит не Sony, а сама Shift Up — официальный анонс сиквела уже не за горами 2 ч.
Смартфоны Samsung начнут блокировать приложения с назойливой рекламой в уведомлениях 3 ч.
Фанатов заинтриговал мод, который переносит в Half-Life главную героиню Life is Strange — геймплей и подробности Half-Life is Strange 4 ч.
TikTok позволит полностью отключить рекламу — но не бесплатно и не всем 4 ч.
ИИ упростил создание рекламы для малого бизнеса, но выделиться стало сложнее 8 ч.
WhatsApp запустил платную подписку Plus на iOS с темами, значками и 18 акцентными цветами 9 ч.
Джазовый ретрошутер Mouse: P.I. For Hire достиг новой вершины продаж и уже отбил все затраты на разработку 10 ч.
Новый большой патч принёс в Crimson Desert особые виды транспорта и извлечение материалов — подробности обновления 1.06.00 12 ч.
AMD разрабатывает настольную Radeon RX 9050 с 8 Гбайт памяти 8 мин.
Спутник LINK прошёл испытания и приблизил спасение обсерватории Swift от сгорания в атмосфере 2 ч.
DJI показала мощные роботы-пылесосы Romo 2 — с датчиками, как у дронов, и быстрой зарядкой 2 ч.
Следующая Vision Pro выйдет не раньше 2028 года: Apple переключилась на умные очки и ИИ-устройства 2 ч.
Первая частная индийская ракета отправится в космос уже этим летом — шансы на успех не высоки, и это нормально 3 ч.
Смартфон Трампа может вообще не выйти — предзаказ не гарантирует даже запуск производства 4 ч.
Ключевые характеристики геймерского смартфона RedMagic 11S Pro раскрылись до анонса 5 ч.
Broadcom представила решения 10G PON и Wi-Fi 8 для организации ШПД 7 ч.
Verda и Compal объединили усилия для создания ИИ-инфраструктуры следующего поколения 7 ч.
PowerColor выпустила тонкую профессиональную видеокарту Radeon AI PRO R9600D с разъёмом 12V-2×6 8 ч.