Сегодня 18 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 🔥
TikTok начала тестировать инструмент для выявления ИИ-дипфейков внешности пользователей 2 ч.
Ошибочка вышла: AWS выставила клиентам счета на миллиарды и триллионы долларов из-за проблем с биллингом 6 ч.
Новая статья: DOOM: The Dark Ages — Revelations. Без откровений. Рецензия 7 ч.
Nebius предложила партнёрам свои ИИ-технологии для развёртывания в сторонних ЦОД 7 ч.
Исследователи обнаружили вирус ClickLock для macOS, ворующий пароли и криптовалюту 8 ч.
На волне успеха: спустя неделю после релиза продажи Assassin’s Creed Black Flag Resynced взяли новую высоту 9 ч.
Американца арестовали по подозрению в краже криптовалюты через запрятанный в игры Steam вирус 10 ч.
Bethesda назвала Starfield «важной частью» своего будущего и намекнула на новое сюжетное дополнение в 2027 году 11 ч.
Открытые китайские ИИ-модели сократили отставание от передовых американских всего до четырёх месяцев 12 ч.
«Яндекс» улучшил поиск АЗС без очередей и оптимизировал построение маршрутов для экономии топлива 12 ч.
На фоне ИИ-бума ASML выдаст всем работникам премии в виде акций на сумму 20 тысяч евро 2 ч.
Meta готовится сдать Anthropic в аренду свой центр обработки данных в Джорджии за $10 млрд 2 ч.
Утечка подтвердила дизайн и характеристики широкого складного смартфона Samsung Galaxy Z Fold8 8 ч.
TSMC похвалилась успехами в разработке 1,4-нм техпроцесса A14 — он развивается быстрее N2 10 ч.
Caviar представила футбольный вариант грядущего Samsung Galaxy Z Fold8 Ultra за 799 000 рублей 10 ч.
Steam Machine с Windows оказалась немного быстрее, чем со SteamOS 12 ч.
Современной памяти не хватает: новые ПК всё чаще получают старые процессоры Intel и AMD 12 ч.
Разработана одежда, которая сама надевается на человека 12 ч.
Гонка за статус самой дорогой компании мира обострилась: Apple догоняет Nvidia и приближается к $5 трлн 12 ч.
Apple расширяет дело против OpenAI: компания заподозрила десятки бывших сотрудников 12 ч.