Сегодня 16 августа 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 🔥
Asus устранила серьёзную уязвимость в фирменном приложении Armoury Crate 6 мин.
DeepSeek представила платформу Harness для создания из ИИ-моделей автономных агентов 2 ч.
Databricks привлекла $5 млрд, хотя инвесторы были готовы дать $15 млрд 9 ч.
Новая статья: Big Walk — друзья познаются на прогулке. Рецензия 22 ч.
Прицениваясь к Anthropic, инвесторы всерьёз прикидывают её выручку через два года 23 ч.
Открытые ИИ-модели Alibaba Qwen стали самыми востребованными в мире, опередив альтернативы Google и Meta 15-08 20:00
Microsoft предупредила о завершении поддержки Windows 10 Enterprise LTSB 2016 и других версий ОС 15-08 17:53
OpenAI переосмыслила подход к безопасности после инцидента со взломом Hugging Face 15-08 15:53
В модулях памяти Corsair, G.Skill и Adata нашли уязвимость, через которую можно обходить защиту Windows 15-08 14:13
Высший суд Франции отклонил закон о запрете соцсетей для детей до 15 лет — он нарушает свободу слова 15-08 13:45
Мониторы тоже подорожают? Уже второй производитель предупредил о росте цен из-за дорогих комплектующих 3 ч.
SpaceX запустила две ракеты Falcon 9 с интервалом всего 38 минут — новый рекорд 3 ч.
Supermicro представила 4U-сервер на 160 NVMe SSD 6 ч.
Появление новой Siri запустит обновление устройств Apple для умного дома 7 ч.
Amogy и 2G Energy испытали систему генерации энергии для ЦОД, работающую на аммиаке и природном газе 9 ч.
Стремительный прогресс человекоподобных роботов пока приносит мало пользы на практике 14 ч.
Власти США предостерегают союзников от сотрудничества с китайскими разработчиками ИИ 15 ч.
Sony рассказала, как новый апскейлер Enhanced PSSR улучшает качество графики на PS5 Pro 23 ч.
На заре Вселенной впервые обнаружена «чёрная звездодыра» размером с Солнечную систему 15-08 20:39
Intel предрекает разделение рынка ПК: новые сокеты — для энтузиастов, старые — для масс 15-08 20:32