Сегодня 27 июля 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 🔥
Hugging Face потребовала «радикальной прозрачности» после беспрецедентной атаки взбесившегося агента OpenAI 2 ч.
Новая статья: Gamesblender № 786: «честный» Unity 7, игры за рекламу от Xbox, четыре Fallout и криптокражи в Steam 2 ч.
Apple ответит в суде за то, что пропустила в App Store мошеннический криптокошелёк — пользователи потеряли $1,8 млн 9 ч.
«Хватит пугать людей» — Дженсен Хуанг раскритиковал апокалиптическую риторику ИИ-отрасли 24 ч.
Новая статья: Moss: The Forgotten Relic — сказочный сборник, сбежавший из VR-плена. Рецензия 24 ч.
В США разгорелись споры между сторонниками и противниками открытых ИИ-моделей 25-07 20:21
OpenAI целую неделю не замечала, что её ИИ-агенты взломали Hugging Face 25-07 11:18
Microsoft представила ИИ-модели для работы с изображениями и речью — они значительно экономнее аналогов OpenAI 25-07 11:11
Sony подтвердила дату выхода God of War Laufey и новую God of War про Кратоса 25-07 10:24
Чат-бот Meta AI получил возможности персонального помощника как в ChatGPT и Gemini 25-07 06:00
Корабль «Союз МС-28» доставил с МКС в Казахстан двух россиян и американца 7 ч.
Сбой в «Аллее дата-центров» привёл к мгновенному отключению 3 ГВт мощностей — рекорд для энергосистемы США 7 ч.
Astera Labs представила первые в отрасли 3,2-Тбит/с интеллектуальные ретаймеры и редрайверы для Ethernet и UALink 11 ч.
Apple выпустит первый водонепроницаемый iPad в этом году 12 ч.
Цены на клиентские процессоры Intel выросли на 27 %, объёмы продаж сократились на 8 %, но чипов всё равно не хватило на всех 17 ч.
OpenAI настроена интегрировать ChatGPT в умные очки сторонних разработчиков 24 ч.
Графические процессоры Nvidia отправятся на Луну до конца года 25-07 22:52
«АМДтехнологии» и «Е-Флопс» развернули «двухконтурный» суперкомпьютер для ИИ- и HPC-задач 25-07 22:28
ИИ-платформа Liqid UltraStack объединяет 30 ускорителей AMD Instinct MI350P 25-07 21:30
В семейство AMD Ryzen AI Embedded X100 вошли процессоры с 8–16 ядрами 25-07 21:20