Сегодня 16 апреля 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 🔥
Новый ИИ-помощник Adobe может использовать приложения Creative Cloud для выполнения задач 2 ч.
Призыв существ, талисманы и новое эпическое оружие: для Titan Quest 2 вышло крупное обновление 3 ч.
Google выпустила приложение Gemini для macOS 3 ч.
Хоррор-шутер Industria 2 перенесли на 29 апреля — создатели пообещали как следует поработать в ближайшие две недели 4 ч.
Поездка затягивается: уютный симулятор путешествий в доме на колёсах Outbound не выйдет 23 апреля 5 ч.
«Вложу всю свою страсть, энергию и душу»: анимационный фильм по Bloodborne оказался в надёжных руках 6 ч.
Snap объявила о сокращении 1000 человек из-за «достижений в области ИИ» 6 ч.
Нет худа без добра: украденные хакерами данные об успехах GTA Online обернулись для Take-Two резким ростом стоимости акций 7 ч.
Еврокомиссия сочла плату WhatsApp за доступ конкурирующих ИИ равносильной запрету 8 ч.
Европейское приложение для верификации возраста пользователей готово к запуску 8 ч.
Обувная компания Allbirds решила стать ИИ-неооблаком NewBird AI — инвесторы в восторге 46 мин.
Новая статья: ИИ в иллюминаторе: перспективы орбитальных дата-центров 2 ч.
Китайские учёные совершили рывок в сверхплотной голографической записи 3 ч.
Credo купила израильского разработчика кремниевой фотоники DustPhotonics 4 ч.
Keychron представила беспроводную игровую мышку G3 весом 44 г с флагманской начинкой 5 ч.
Аналитики уверены, что Apple не будет повышать цены на Mac, чтобы перетянуть пользователей ПК 6 ч.
Intel рассказала, каким должен быть игровой ноутбук с ИИ на базе Core Ultra 200HX Plus, — тихим, мощным и холодным 6 ч.
Компания Science бывшего президента Neuralink готовится установить в мозг человека первый биогибридный имплант 6 ч.
Microsoft получит 30 тыс. ИИ-ускорителей NVIDIA Vera Rubin, от которых отказалась OpenAI, отменившая проект Stargate Norway 8 ч.
Lexar: геймеры готовы жертвовать объёмом оперативной памяти, но не SSD 9 ч.