Сегодня 06 ноября 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 🔥
Nvidia отметила 20-летие легендарной GeForce 8800 GTX выпуском игры про распаковку GeForce 8800 GTX — с RTX 4070 в «минималках» 8 ч.
ИИ-агенты OpenAI выявили почти 1000 уязвимостей в ядре Linux 9 ч.
OpenAI представила GPT-6 Cyber — свою лучшую ИИ-модель для защиты от киберугроз 9 ч.
Всё-таки «Тарков» в космосе: Никита Буянов подтвердил связь Fragmentary Order и Escape from Tarkov 10 ч.
Приложение Xbox для ПК стало запускаться на 60 % быстрее, а сервис Xbox Cloud Gaming получил новый интерфейс 10 ч.
Герои, бандиты и красоты Вайс-Сити: Rockstar показала 39 новых скриншотов GTA VI 11 ч.
Геймплея нет, купи футболку: Bethesda выпустила фирменную одежду по The Elder Scrolls VI: Sentinel, чтобы фанаты могли «показать свой ажиотаж» 12 ч.
Anthropic смягчила запрет на клонирование популярных игр через Claude Code 13 ч.
Исследование показало, как большие компании последние 26 лет убивали игровые студии 14 ч.
Хакеры взламывали Android-смартфоны через дыры в Chrome и графике Snapdragon 16 ч.
В Гонконге застряли 600 тыс. ускорителей Nvidia H200 — Китай не хочет пускать к себе чипы конкурентов 7 ч.
Aina представила массивный умный перстень с экраном, джойстиком и микрофоном для ИИ 8 ч.
Дефицит памяти раздул мировой рынок DRAM почти в пять раз — Samsung захватила 38 % 8 ч.
Sony сообщила, что разработка PlayStation 6 идёт по графику — а продажи PS5 достигли 97,9 млн консолей 8 ч.
Apple удвоит поставки MacBook Neo в 2027 году — бюджетный ноутбук оказался хитом 9 ч.
Blue Origin отложила запуск New Glenn на январь — ремонт стартовой площадки после взрыва затягивается 10 ч.
SanDisk сделала ставку на HBF, но выпускать её пока негде, поскольку Kioxia выбрала иной путь развития памяти 10 ч.
Motorola представила флагман Signature 27 с батареей на 7000 мА·ч и EVS-сенсором за $1599 11 ч.
Роботы на GPT-6 умеют творить без предварительного обучения, но пока не могут нормально работать руками — в Unitree объяснили почему 11 ч.
Эксплуатация ностальгии: Sony представила MDR-3R — проводные наушники, как от кассетного плеера Walkman 11 ч.