Сегодня 06 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 🔥
Звезда русского дубляжа Gothic 1 Remake подтвердил ремейк «Готики 2», но разработчики всё отрицают 3 мин.
Календарь релизов — 6–12 июля: Assassin’s Creed Black Flag Resynced и Doom: The Dark Ages — DLC 2 ч.
Клин клином: Reddit запустила ИИ против спама, созданного нейросетями 2 ч.
Не только Fallout и The Elder Scrolls: авторитетный инсайдер прояснил новые приоритеты Xbox для Bethesda 4 ч.
Selectel и ИТМО создали СП для разработки платформы по созданию ИИ-агентов для бизнеса 5 ч.
Представлена российская платформа «Боцман AI» для запуска ИИ-моделей внутри защищённого контура компании 5 ч.
Xbox уволит 3200 сотрудников и избавится от пяти игровых студий, но есть и хорошая новость 5 ч.
EA Sports FC 26 в разгар Чемпионата мира по футболу установила новый рекорд популярности среди футбольных симуляторов Electronic Arts в Steam 6 ч.
Японского школьника арестовали за атаку на Bandai Namco с помощью вируса, сгенерированного ChatGPT 6 ч.
«Чёрт возьми, выглядит великолепно»: блогер показал четыре часа геймплея Assassin’s Creed Black Flag Resynced, и фанаты в восторге 10 ч.
В новейшие ноутбуки Lenovo ThinkBook начали проникать SSD китайской YMTC 41 мин.
Nintendo прекратит продажи оригинальной консоли Switch в Европе в 2027 году 2 ч.
Дата-центр Meta заразил редкой бактерией очистные сооружения американского городка 5 ч.
Intel задумалась о подводе питания с обеих сторон кристалла для техпроцесса Intel 14A2 5 ч.
Apple договорилась с Broadcom о поставках кастомных ИИ-чипов до 2031 года 5 ч.
Передовой ИИ ЦОД Microsoft Fairwater в Висконсине оказался не только продвинутым, но и шумным 6 ч.
Bigme выпустила первый в мире 25,3-дюймовый монитор с цветным E Ink-дисплеем с частотой 60 Гц 6 ч.
QTS и Compass отказались от создания крупнейшего в мире кампуса ЦОД Digital Gateway после многолетней борьбы с местными жителями 7 ч.
Noctua намерена выпустить чёрные версии СЖО NL-LC1 к концу текущего года 8 ч.
Brookfield увеличит инвестиции в Bloom Energy до $25 млрд — для внедрения топливных ячеек в ИИ ЦОД 8 ч.