Сегодня 26 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 🔥
С выходом нового патча для Escape from Tarkov игроки могут посетить «Ледокол» — атмосферную PvE-карту 38 мин.
Китай пресёк утечку ИИ-талантов за рубеж, запретив им выезд из страны без особого разрешения 2 ч.
Апокалипсис рабочих мест не наступил: Сэм Альтман признал, что переоценил опасность ИИ для рынка труда 4 ч.
Регулятор выдал планы Paradox на Lego-игру в серии Cities: Skylines — Lego Skylines 4 ч.
«Яндекс» запустит ИИ-генератор сайтов и веб-приложений по текстовому описанию 5 ч.
«На рынке так много нескончаемых видеоигр»: разработчики The Talos Principle 3 объяснили, почему третья часть станет последней в серии 5 ч.
Путь к чистоте священной машины: Owlcat раскрыла детали ключевой механики в аддоне «Неисчислимый музеон» для Warhammer 40,000: Rogue Trader 6 ч.
Президент Ирана подписал указ о восстановлении подключения страны к интернету — после почти трёх месяцев блокировки 7 ч.
Попытка не пытка: после отмены Contraband разработчики Just Cause взялись за ещё одну игру-сервис 7 ч.
Гибкие настройки безопасности и новые инструменты для работы с шаблонами — «Базис» обновил конструктор Basis Automation Studio до версии 2.4 8 ч.
Выручка xFusion, отделившейся из-за санкций от Huawei, за четыре года выросла шестикратно на фоне поддержки ИИ-отрасли государством 30 мин.
Европейский Arm-процессор SiPearl Rhea1 для суперкомпьютеров стал на шаг ближе к массовому выпуску 2 ч.
Особенности и цена умного кольца Oura Ring 5 раскрыты в преддверии анонса 2 ч.
Asus представила ROG Rapture GT-BN98 Pro — свой первый геймерский маршрутизатор с Wi-Fi 8 2 ч.
SpaceX готовит тарелку Starlink Mini на батарейках — она пригодится не только в походах 2 ч.
AOC представила AGON PRO AGP257FT — свой первый 1000-Гц монитор с Full HD 2 ч.
ИИ-бум расколол Samsung: сотрудники судятся из-за гигантских премий производителям чипов 3 ч.
Sennheiser представила полноразмерные наушники Momentum 5 Wireless с улучшенными шумоподавлением и автономностью 3 ч.
Представлен бюджетный смартфон Infinix Hot 70, который бледнеет в жару 3 ч.
SK hynix представила iHBM — память HBM со встроенным охлаждением ICE для будущих ИИ-чипов 6 ч.