Сегодня 12 июня 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 🔥
Обновлённая Siri «на 100 %» откажется превращаться в ИИ-девушку пользователя 13 мин.
Google намерена узнать, что произойдёт, когда миллионы ИИ-агентов начнут действовать вместе 16 мин.
Слухи: разработку ремейка Resident Evil 0 перезапустили с нуля, но есть и хорошая новость 27 мин.
«Важно лишь то, насколько отполирована игра»: разработчики Phantom Blade Zero не испугались конкуренции с GTA VI 42 мин.
WhatsApp расширил поддержку нескольких аккаунтов в приложении для iOS 2 ч.
«Вышитое» средневековое приключение Scarlet Deer Inn не заставит себя долго ждать — новый трейлер и дата выхода в Steam 3 ч.
Telegram получил клиенты для смарт-часов, поддержку форматирования у ботов, ИИ-модерацию в группах и многое другое 3 ч.
SemiAnalysis: подписная модель на ИИ-сервисы оказалась до семи раз дешевле доступа по API 4 ч.
В Steam пробралась демоверсия ретрофутуристического хоррора RetroSpace, вдохновлённого System Shock 14 ч.
Ролевой боевик Valor Mortis от создателей Ghostrunner не выйдет в один день с Control Resonant — объявлена новая дата релиза 16 ч.
Nvidia начнёт продавать самые передовые чипы в Китай — но обучать ИИ на них вряд ли получится 10 мин.
Аэротакси Vertical Aerospace впервые взлетело с пилотом на борту — это резко приблизило сертификацию 35 мин.
Создан самый маленький QR-код в истории — он состоит из отдельных атомов серебра 52 мин.
Microsoft разрешила функциям Copilot+ PC работать на видеокартах Nvidia 2 ч.
Бум ИИ споткнулся о бетономешалки: забастовка водителей грозит сорвать расширение фабрик Samsung и SK hynix 2 ч.
Япония успешно запустила ракету-носитель H3 в легчайшей конфигурации 3 ч.
Глава TSMC пожаловался, что больше всего компании не хватает кадров и воды 3 ч.
Впервые солнечная энергетика в США на целый месяц затмила угольную 5 ч.
Сегодня SpaceX проведёт крупнейшее IPO в истории — и продаст акций на рекордные $75 млрд 5 ч.
Телевизоры TCL первыми получили голосовое контекстное управление на базе Gemini 6 ч.