Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Найден полупроводник, который может помочь решить одну из главных проблем солнечных панелей
29.10.2026 [21:05],
Геннадий Детинич
Учёные из Оксфордского университета (University of Oxford) вместе с коллегами из Китая сообщили о решении главной проблемы, ограничивающей КПД солнечных панелей, — преодолении компромисса между светопоглощающей способностью материала и скоростью потери заряженных частиц: чем лучше материал поглощает фотоны, тем быстрее выбитые электроны рекомбинируют с дырками и перестают участвовать в генерации тока. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews Учёные исследовали проблему на основе экспериментов с сульфидом висмута (Bi2S3). Как позже выяснилось, этот полупроводник способен сочетать сильное поглощение света с более медленной потерей электрических зарядов, что может разорвать порочный круг. В солнечном элементе электроны и дырки необходимо разделить и собрать до того, как они соединятся вновь. В противном случае при рекомбинации энергия, которую можно было преобразовать в электричество, будет потеряна. Для изучения динамики зарядов учёные изготовили плёнки Bi2S3 толщиной около 150 нм методом термического испарения и отжигали их при 250 °C в течение 30 минут в атмосфере из азота. Образцы возбуждали лазерными импульсами длительностью 35 фс с энергией фотонов 1,55 эВ, а движение и исчезновение носителей заряда отслеживали с помощью метода сверхбыстрой терагерцовой спектроскопии. Измерения проводили при температурах от 4 до 295 К. Эксперименты показали необычное поведение вещества: при охлаждении рекомбинация электронов и дырок замедлялась, тогда как во многих других полупроводниках она, напротив, ускорялась. Учёные выяснили, что секрет сульфида висмута заключается в особом расположении энергетических уровней. Материал хорошо поглощает солнечный свет, но при этом часть электронов и дырок оказывается в состояниях, где они медленнее соединяются друг с другом. Разница в энергии между этими состояниями составляет всего около 40 мэВ. Благодаря этому при комнатной температуре заряды дольше сохраняются в материале, а расчёты показывают, что скорость их рекомбинации может быть примерно на 75 % ниже, чем у обычных полупроводников. Исследователи считают, что свойство сульфида висмута замедлять рекомбинацию зарядов следует поискать и у других соединений, изучив соответствующие базы данных. Открытие позволяет определить набор признаков, по которым можно искать наиболее перспективные соединения для эффективного преобразования солнечного света в электричество. Это пока не ответ на вопрос, как повысить КПД солнечных панелей, но довольно перспективный путь к решению этой задачи. В Солнечной системе пополнение: за Плутоном нашли потенциальную новую планету
29.10.2026 [12:01],
Геннадий Детинич
Двадцать лет назад Плутон лишили права называться планетой, низведя его до статуса карликовой планеты. Сегодня обсерватория имени Веры Рубин нашла ему братика или сестричку, если кандидат будет подтверждён и получит имя. Им стал самый яркий из обнаруженных объектов за орбитой Плутона — 2026 ED138, диаметр которого оценивается в диапазоне от 600 до 1500 км. 
Источник изображений: NSF–DOE Vera C. Rubin Observatory Открытие было сделано в рамках большого обзора неба LSST (Legacy Survey of Space and Time), начатого обсерваторией «Рубин» в июле 2026 года и рассчитанного на десять лет наблюдений. Сама обсерватория приступила к научной работе годом ранее — в июне 2025 года. Проверка архивов «Рубин», а также подключение данных наблюдений с других обсерваторий позволили обнаружить объект на снимках начиная с 2016 года, что дало возможность установить часть его орбитального движения за десять лет. Объект получил предварительное обозначение 2026 ED138 и относится к транснептуновым телам — небесным телам, обращающимся вокруг Солнца за орбитой Нептуна. По предварительным оценкам, его диаметр составляет от 600 до 1500 км. Если эти оценки подтвердятся и наблюдения покажут, что объект обладает достаточной массой для приобретения округлой формы под действием собственной гравитации, ED138 может пополнить скудный список признанных карликовых планет Солнечной системы. Объект обнаружил астрофизик Мэтью Холман (Matthew Holman), когда анализировал данные, собранные обсерваторией «Рубин» в первой половине 2026 года. По сути, он в очередной раз проверял разработанный им совместно с коллегами алгоритм, который сопоставляет миллиарды зарегистрированных камерой телескопа движущихся объектов, чтобы определить, какие из них принадлежат одному и тому же небесному телу. После обнаружения объекта исследователи дополнительно проверили архивы, и нашли ещё 30 его наблюдений.  Сейчас ED138 находится примерно в 46 астрономических единицах от Солнца, то есть в 46 раз дальше от него, чем Земля. Для сравнения, среднее расстояние Плутона от Солнца составляет около 40 а. е. Орбита нового объекта наклонена почти на 25 градусов к плоскости Солнечной системы, поэтому его относят к классическим транснептуновым объектам горячей популяции. По мнению исследователей, такое положение орбиты может указывать на то, что гравитационные взаимодействия с Нептуном изменили первоначальную орбиту тела. Важно отметить, что ED138 обнаружили в области неба, близкой к плоскости Млечного Пути, где многочисленные фоновые звёзды традиционно затрудняют поиск тусклых объектов. Тем самым обсерватория «Рубин» наглядно подтвердила данное ей неофициальное прозвище самого зоркого телескопа Земли. Один кадр телескопа «Рубин» охватывает участок неба примерно на 45 полных лун, а его камера содержит 3,2 гигапикселя. Пока ED138 остаётся кандидатом в карликовые планеты: оценка диаметра основана на расстоянии до объекта, его яркости и предполагаемом альбедо — доле солнечного света, отражаемого поверхностью. Для уточнения размеров необходимы дополнительные наблюдения в инфракрасном диапазоне, которые помогут определить отражательную способность и тепловое излучение тела. Следовательно, диапазон 600–1500 км — это предварительная оценка, а не установленный диаметр. Если статус карликовой планеты подтвердится, ED138 сможет влиться в семью из пяти таких же объектов, официально признанных Международным астрономическим союзом: Цереры, Плутона, Эриды, Хаумеи и Макемаке. Panasonic начала продавать окна, которые вырабатывают электричество — в них «подмешали» перовскит
26.10.2026 [11:28],
Геннадий Детинич
Японская компания Panasonic начала коммерческие продажи стеклянных перовскитных солнечных панелей, предназначенных для остекления зданий. Пока это предсерийная продукция, которая не появится в строительных магазинах. По-настоящему массовое производство фотоэлектрических стёкол для окон компания начнёт в апреле 2029 года. 
Источник изображений: Panasonic Первые изделия выпускают небольшими партиями на исследовательской площадке компании в городе Моригути, префектура Осака. Продажи стартовали в сентябре 2026 года. Одновременно компания перенесла начало полномасштабного производства фотоэлектрических стёкол на апрель 2029 года — на год раньше первоначального плана. Выпуск наладят на предприятии в городе Нагахама, префектура Сига. Новые модули рассчитаны на установку неподготовленными рабочими в окна и на фасады для выработки электричества с поверхностей, которые до этого никогда не использовались для таких задач. Естественный свет важен для жизнедеятельности людей, поэтому прозрачные окна — непременный атрибут жилых помещений и офисов. Сочетание прозрачности и генерации электричества стало возможным лишь с появлением продукции, подобной разработке Panasonic. Предсерийные изделия выполнены в виде многослойного стекла максимальным размером 1,8 × 1,0 м. Предусмотрены варианты с толщиной стеклянных слоёв 3 + 3 мм и 6 + 6 мм (светочувствительный слой расположен между стёклами), а также с использованием обычного прокатного или более прочного стекла. Поскольку при производстве светочувствительного слоя применяется лазерная гравировка, покупатель может заказать стекло с нанесёнными на него узорами.  В будущем, при массовом производстве, максимальный размер фоточувствительных стёкол увеличится до 1,8 × 1,2 м. Также планируются варианты с толщиной стеклянных слоёв 4 + 4 мм и 5 + 5 мм, а также исполнения в виде многослойного стеклопакета и даже закалённого стекла. В настоящее время компания не раскрывает КПД окон-панелей. Согласно ранее опубликованной информации, он приближался к 18 %. При массовом производстве можно ожидать небольшого снижения эффективности, поэтому ориентироваться стоит на 15–16 %. При производстве Panasonic сочетает собственные разработки в области материалов с нанесением функциональных слоёв методом струйной печати, лазерной обработкой и герметизацией стеклянной конструкции. По заявлению компании, такой подход позволяет адаптировать размеры, прозрачность и внешний вид панелей к конкретному зданию. Это важно для интеграции фотоэлектрических элементов в архитектуру, где помимо выработки электричества имеют значение эстетика, надёжность и функциональность. Власти Японии стимулируют подобные разработки, намереваясь удержать место технологического лидера в сфере передовой фотовольтаики. Это прямой вызов Китаю, который планирует запретить экспорт аналогичных технологий. В Китае прозрачные стёкла на перовските разрабатывает компания BOE и даже продаёт их, если верить её сообщениям, хотя никаких подробностей об этой деятельности в публичном пространстве нет. Китай готовит запрет на экспорт технологий производства солнечных панелей нового поколения
17.10.2026 [13:03],
Геннадий Детинич
Китай предложил запретить экспорт отдельных технологий производства высокоэффективных солнечных элементов на основе перовскитов и тандемных структур, а также ограничить передачу ряда других передовых разработок в сфере фотовольтаики. Это не коснётся готовой продукции, но сильно затормозит развитие производства панелей во всём мире. 
Пример производственной линии в Китае для выпуска тандемных солнечных ячеек. Источник изображения: UtmoLight Предложение вынесено на рассмотрение Министерством торговли Китая (Mofcom) и Министерство науки и технологий. Эти структуры считают, что солнечные панели следующего поколения станут основой развития аэрокосмической отрасли и сферы обороны. Это создаст угрозу национальным интересам Китая. Обсуждение экспортного запрета продлится до 15 ноября 2026 года и затрагивает 12 ключевых технологических категорий в области солнечной энергетики. Добавим, всего предлагается ввести ограничения для 40 категорий, включая искусственный интеллект и биотехнологии. Одна из ключевых категорий, экспорт технологий которой предлагается запретить или поставить под жёсткий контроль правительства, это производство тандемных солнечных элементов, в которых слой кремния соединяется со слоем перовскита, что позволяет захватывать фотоны в более широкой области света и повышать КПД ячеек. Запрещено будет продавать оборудование или передавать технологии по выпуску ячеек размерами свыше 182 мм и эффективностью преобразования света в электричество свыше 30 %. Также в проект включены технологии нанесения перовскитного слоя методом щелевого нанесения (slot-die coating) при ширине покрытия от 1,1 м. Для крупных модулей установлены отдельные пороги: площадь от 1 м2 и эффективность не менее 18 % для однослойных перовскитных модулей либо 28 % для тандемных. Напомним, речь идёт о запрете передавать технологии производства, соответствующие этим параметрам, а не о запрете продажи готовых панелей. Проект экспортных ограничений охватывает и другие этапы производства солнечных элементов. Среди предлагаемых запретов — получение трихлорсилана методом холодного гидрирования в кипящем слое на линиях мощностью от 250 000 т в год, а также производство силана в кипящем слое при мощности от 20 000 т в год. Это всё промежуточные вещества, которые необходимы для массового выпуска поликристаллического кремния. Без этих технологий массовое производство панелей наладить будет нельзя. Также в перечень для запрета входят технологии изготовления кремниевых пластин толщиной не более 70 мкм и отдельные способы пассивации краёв тонких кремниевых элементов. Предусмотрены ограничения на проектирование производственных мощностей для выпуска поликристаллического кремния и отдельные процессы производства элементов, включая с контактами на задней стороне панелей и на основе гетероперехода. Иными словами, под запрет попадает всё лучшее, что сегодня можно найти в ограниченном производстве либо в виде близких к переносу на производство лабораторных экземплярах. Формально запрета на экспорт всего перечисленного выше пока нет. В то же время связанные со всем эти компании уже обязаны начать регистрацию перечисленных продуктов и технологий на сайте ответственных министерств. После введения запрета на экспорт указанных выше технологий передовая продукция продолжит поступать на рынок, но покупатели станут полностью зависимы от китайских поставщиков, что может сдержать развитие перспективных направлений во всём мире. Учёные отменили долголетие Солнечной системы — ей осталось в 17 раз меньше времени, чем считалось
04.10.2026 [20:49],
Владимир Мироненко
Наша Солнечная система является в «высшей степени нестабильной» и существовать ей осталось всего около шести миллиардов лет, утверждается в новом исследовании. Его авторы смоделировали будущее Солнечной системы, когда наша звезда превратится сначала в красного гиганта и, в конечном итоге — в белого карлика. 
Источник изображения: Braňo/unsplash.com В ходе превращения в красного гиганта процесса Солнце поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, даже Землю. Ранее ученые предполагали, что внешние планеты-гиганты могут остаться относительно невредимыми после гибели светила — предполагалось, что они просуществуют до 100 млрд лет после того, как погаснет Солнце. Но, как сообщают авторы новой работы «Конечная нестабильность Солнечной системы, вызванная стохастической потерей солнечной массы», опубликованного журналом The Astrophysical Journal Letters, обновлённые результаты моделирования показывают, что удалённые объекты могут быть ввергнуты в фатальный хаос уже в фазе красного гиганта и что они вряд ли просуществуют более миллиарда лет после превращения Солнца в белого карлика. «[Исаак] Ньютон (Isaac Newton), наблюдая за дрейфующими орбитами Юпитера и Сатурна, предположил, что планетарный порядок не вечен, и три столетия небесной механики... постепенно отодвигали этот вердикт, в последнее время на сроки, намного превышающие возраст Вселенной», — сообщили исследователи, возглавляемые Константином Батыгиным (Konstantin Batygin) из Калифорнийского института астрономии. Они отметили, что согласно результатам исследования, распад Солнечной системы произойдёт не из-за постепенного распространения энтропии или случайной встречи с проходящей звездой. Само Солнце, умирая, не просто расширит созданную им планетную систему — оно сотрясёт её и это приведёт к разрушению. Обнаружить микробную жизнь на спутнике Сатурна Энцеладе может оказаться проще
26.09.2026 [13:42],
Геннадий Детинич
Спутник Сатурна Энцелад может оказаться ещё более удобной целью для поиска внеземной жизни, чем считалось ранее. Международная команда учёных установила, что ледяные частицы из выбросов подповерхностного океана не просто доставляют образцы воды в космос, а естественным образом сортируют и концентрируют содержащиеся в ней вещества. Планета сама готовит образцы для исследований, которые облегчат работу аналитическим приборам на космических зондах. 
Источник изображения: NASA Энцелад считается одним из наиболее перспективных объектов для астробиологических исследований благодаря, по-видимому, существованию на нём глобального океана жидкой воды под ледяной корой. Через трещины в районе южного полюса спутника в космос выбрасываются гигантские струи водяного пара и ледяных частиц, которые зонд NASA Cassini неоднократно проходил насквозь, анализируя их состав. Новое исследование показало, что капли океанической воды внутри этих выбросов замерзают не мгновенно, как предполагалось ранее, а постепенно. Во время медленного замерзания растворённые вещества разделяются: например, хлорид натрия и карбонат натрия концентрируются в разных областях формирующихся ледяных частиц. В трещинах коры испарённые с поверхности воды и замёрзшие ледяные частицы ускоряются потоками пара до скоростей около 1000 км/ч и сталкиваются со стенками ледяных каналов, разрушаясь на фрагменты размером всего несколько микрометров. В результате отдельные частицы могут содержать практически чистые концентраты определённых веществ, включая соли и органические соединения. По мнению исследователей, этот природный процесс значительно облегчает поиск биомаркеров зондами: если в океане Энцелада существуют микроорганизмы или их остатки, их компоненты могут оказаться собранными в небольшом количестве ледяных гранул, где их будет проще обнаружить современными аналитическими приборами зондов, просто пролетая сквозь шлейфы Энцелада. Вторая работа по этому проекту ещё интереснее. Учёные воспроизвели в лаборатории условия океана спутника: высокую щёлочность с pH около 10–11, низкое содержание кислорода, большое количество карбонатов и химическое взаимодействие воды с каменным дном, при котором образуется водород. В такую среду поместили земную архею Methanothermococcus okinawensis, способную получать энергию без кислорода за счёт превращения водорода и углекислого газа в метан (она обитает в термальных источниках на Земле). Неожиданно микроорганизм смог адаптироваться к смоделированным условиям Энцелада и продолжил производить метан, несмотря на крайне ограниченное количество доступного углекислого газа. Учёные подчёркивают, что это не доказывает наличие жизни на спутнике Сатурна, но показывает, что потенциальные биологические процессы могут быть устойчивыми даже в необычной внеземной среде. Полученные результаты крайне важны для разработки будущих миссий к Энцеладу, включая проектирование концепции аппаратов, способных анализировать отдельные ледяные частицы в его выбросах. Одну из таких миссий планирует осуществить Европейское космическое агентство. Учёные готовы с ним сотрудничать в этом вопросе. Б/У солнечные панели переедут с крыш на балконы граждан — в Германии нашли альтернативу утилизации
25.09.2026 [13:57],
Геннадий Детинич
В Германии провели интересный общественный эксперимент, заменив примитивную утилизацию отработавших своё солнечных панелей их продажей гражданам для организации «солнечных балконов» в жилых квартирах. Утилизация стоит денег и даёт небольшой выход сырья для повторного использования, тогда как продажа ещё работающих панелей с пониженной эффективностью даёт им вторую жизнь и обходится с меньшими затратами средств. 
Источник изображения: SoLocal Energy Эксперимент проведён в городе Кассель (Kassel) в рамках проекта по повторному использованию 300 бывших в эксплуатации фотоэлектрических панелей. Из этого числа было создано 150 бытовых «балконных электростанций». Панели около 13 лет работали на крыше промышленного здания, после чего вместо отправки на переработку прошли проверку, восстановление и получили шанс на повторное применение в малых системах генерации для жителей. Проект реализовали ClimateHub Kassel и компания SoLocal Energy, сделав ставку на развитие замкнутой экономики в солнечной энергетике. Перед повторным использованием каждый модуль прошёл технический контроль. Из предоставленных б/у панелей только 12 были признаны непригодными из-за небольших дефектов, остальные очистили и оснастили новыми соединительными разъёмами для сборки балконных фотоэлектрических установок. Общая масса повторно использованных панелей составила около 6 тонн. Организаторы отмечают, что при обычном сценарии эти панели попали бы в переработку, которая позволяет вернуть только отдельные материалы — стекло, алюминий и некоторые компоненты кремниевых подложек. Проект также был направлен на снижение стоимости получения солнечной энергии домохозяйствами с разным уровнем дохода. Цена комплекта из двух модулей мощностью 650 Вт составляла €825 по льготной схеме, €1000 по стандартному тарифу и €1175 для создания фонда по субсидированию малоимущих покупателей. Дополнительно предлагались аккумуляторные системы хранения энергии, инверторы, наборы для подключения и счётчики энергии. Также оказывалась помощь в монтаже и подключении к электрооборудованию с выдачей необходимых сертификатов для эксплуатации. По оценкам организаторов, повторное использование панелей позволит избежать около 500 тонн выбросов CO2 за оставшийся срок службы оборудования, одновременно снижая объём отходов от утилизации. В акции добровольно приняли участие ремонтные и транспортные компании. Для доставки покупок по адресам были использованы грузовые велосипеды. Если уж быть экологичными, то до конца. Китайцы вплотную подобрались к теоретическому пределу кремниевых солнечных панелей
25.09.2026 [13:30],
Геннадий Детинич
Китайская компания LONGi установила новый мировой рекорд эффективности для классического однопереходного кремниевого солнечного элемента, достигнув показателя преобразования солнечного света в электричество 28,29 %. Результат был подтверждён независимыми испытаниями немецкого Института исследований солнечной энергии в Хамельне (ISFH) и стал как никогда ближе к теоретическому пределу для этого типа ячеек. 
Источник изображения: LONGi Рекордная ячейка выполнена по архитектуре HIBC (Hybrid Interdigitated Back Contact) — гибридной конструкции с тонкоплёночными контактными дорожками с тыльной стороны панелей (в англоязычной литературе такие контакты называют «пальцами»). В отличие от классических солнечных элементов, где металлические электроды частично закрывают лицевую поверхность и уменьшают площадь поглощения света, HIBC переносит оба типа электрических контактов на обратную сторону пластины. Это позволяет увеличить активную освещённую область и одновременно снизить потери на рекомбинацию носителей заряда. Основой элемента стала высокоомная кремниевая пластина формата M10 (182 × 182 мм) с технологиями пассивации краёв и оптимизированными n-переходами. Для улучшения переноса заряда LONGi использовала слой оксида индия-олова (ITO), а многослойные покрытия из оксида алюминия (AlOx) и нитрида кремния (SiNx) снизили поверхностную рекомбинацию. Дополнительно инженеры уменьшили концентрацию фосфора в поликристаллическом кремниевом слое n-типа, чтобы ограничить диффузию примесей внутрь кремния, а специальные глубокие канавки для металлических контактов помогли предотвратить утечки между областями n- и p-типа. Для снижения сопротивления контактов без ухудшения пассивирующих свойств (они предотвращают химическую и физическую активность на поверхности материалов) исследователи применили лазерную обработку: аморфный кремниевый слой частично кристаллизовали импульсным зелёным наносекундным лазером. LONGi заявляет, что технология HIBC может быть адаптирована для промышленного производства гетеропереходных солнечных элементов, однако дальнейшее повышение эффективности потребует уменьшения омических потерь, особенно в области p-перехода. По оценке компании, современные кремниевые элементы уже достигли примерно 96,2 % от своего теоретического предела эффективности, поэтому дальнейший прогресс будет связан с крайне точной оптимизацией материалов и структуры устройств. Ранее в этом году компания также установила новые рекорды в области КПД однопереходных кремниевых фотопанелей, последовательно улучшив его с отметки 28,04 %, 28,13 % и, наконец, подняв до 28,29 %. Также LONGi приближается к теоретическому пределу КПД в сфере тандемных солнечных ячеек из кремния и перовскита, добившись их эффективности на уровне 34,6 %, но это уже другая история. Немцы научились «по фотографии» измерять характеристики солнечных панелей — экспресс-диагностика выйдет на новый уровень
24.09.2026 [12:59],
Геннадий Детинич
Немецкие исследователи показали, что недорогую потребительскую цифровую фотокамеру можно превратить в измерительный прибор для количественной диагностики кремниевых солнечных элементов и модулей. В основе метода лежит электролюминесценция — собственное свечение панелей при подключении их к источнику тока. Модифицированная камера Canon EOS 4000D и алгоритм позволили буквально по фотографии оценивать характеристики солнечных панелей. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok/3DNews При подаче электрического смещения — при подключении панелей к источнику тока — кремниевые фотоэлементы испускают слабое инфракрасное излучение, характеристики которого связаны с качеством материала и напряжением холостого хода. Для получения снимков в этом диапазоне исследователи удалили штатный блокирующий ИК-диапазон фильтр в камере и установили вместо него длинноволновый фильтр Heliopan ES RG850, отсекающий видимый свет. В идеале съёмку нужно вести в темноте, поскольку собственная люминесценция панелей очень слабая, но калибровка также решает эту проблему. Ключевая задача заключалась не только в регистрации инфракрасного излучения от панелей, но и в преобразовании яркости изображения в количественный физический параметр характеристик элемента. КМОП-матрица камеры на основе кремния способна воспринимать излучение в районе 1120 нм, в который попадает электролюминесценция кремниевых солнечных элементов, а цветные фильтры Bayer оказываются достаточно прозрачными. Для калибровки исследователи разработали модель, учитывающую как линейный, так и нелинейный режимы работы сенсора. С её помощью интенсивность пикселей преобразовали в абсолютную внешнюю электролюминесцентную квантовую эффективность EQE_LED. Для привязки измерений использовался эталонный элемент или модуль с известными значениями EQE_LED и напряжением холостого хода. Связь между измеряемыми параметрами оказалась достаточно прямой: при комнатной температуре десятикратное увеличение связанного с люминесценцией сигнала соответствовало примерно 60 мВ увеличения напряжения холостого хода. Метод испытали на новых и старых солнечных панелях. Для новых модулей данные получались очень точными, тогда как для старых расчётные показания отставали от измеренных напрямую, что ещё требует осмысления. Таким образом, электролюминесцентная фотография может использоваться не просто для визуального поиска дефектов в виде темных и светлых участков на панелях, а для количественной оценки характеристик солнечного элемента по каждому участку изображения. Авторы считают, что откалиброванная камера потенциально позволит определять ключевые характеристики даже ранее не исследованных в лаборатории элементов и модулей, причём разработанная модель применима не только к электролюминесценции, но и к фотолюминесцентным измерениям — на свету. В дальнейшем исследователи намерены проверить возможность проведения подобных количественных измерений даже при дневном освещении. Сегодня такого рода диагностика проводится с использованием дорогих научных инструментов и создание приборов для недорогой экспресс-диагностики выходит на передний план, поскольку панелей в мире устанавливается всё больше и больше и возникает насущная необходимость постоянно следить за их эффективностью. Учёные раскрыли неожиданно сложную водную историю раннего Марса
22.09.2026 [11:36],
Геннадий Детинич
Новые данные марсохода NASA Perseverance показали, что район Margin Unit на внутренней окраине кратера Езеро пережил гораздо более сложную историю взаимодействия с водой, чем предполагалось по наблюдениям с орбиты. Учёные ожидали обнаружить здесь осадочные породы древнего озера, но марсоход выявил три варианта воздействия воды на магматические породы — как внутренние, так и внешние. Вода тогда была повсюду, что даёт надежду на то, что Марс когда-то был обитаемым миром. 
Источник изображений: NASA В верхней части геологического образования Margin Unit (это имя ему дала команда марсохода), расположенной примерно на 265 м выше самых нижних участков уже исследованной области кратера, Perseverance обнаружил крупнокристаллический материал с оливином и минимальными признаками взаимодействия с водой. Такая структура указывает на медленное охлаждение и подъём магмы из глубины Марса. Она вышла на поверхность, когда воды на планете уже почти не было. Однако по мере снижения высоты образования характер пород меняется: кристаллы оливина оказываются разрушенными, а пространство между ними заполнено кремнезёмом. Особенно важным оказалось присутствие карбонатов и силикатных минералов. На Земле реакция оливина с водой способна высвобождать водород, потенциально служащий источником энергии для микроорганизмов, одновременно формируя карбонаты и кремнезём, а это могут быть косвенные признаки древней жизни. 
Вид на изучаемую геологическую формацию Похоже на то, что магматические породы взаимодействовали с циркулирующими грунтовыми водами, богатыми углекислым газом. Нейтральные или слабощелочные потоки проникали в трещины оливиновой породы и способствовали образованию карбонатов, которые позднее сохранились в виде устойчивых гребней после разрушения окружающего материала. Иными словами, Марс имел грунт, насыщенный водой и потенциально пригодный для бурной микробной жизни. Другой признак активности воды в этой местности, похоже, связан уже с древним озером Езеро либо с изменением состава грунтовых вод: карбонаты частично перераспределялись, а в порах минералов осаждался кремнезём. При этом Perseverance исследовал более 185 выходов коренных пород с помощью SuperCam — комплекса, способного дистанционно испарять материал лазером на расстоянии до 6,5 м и анализировать химический состав образовавшейся плазмы. Наконец, третий признак вероятного взаимодействия воды в данной местности получен из следов просачивания горячих гидротермальных вод через более молодые трещины. В восточной части Margin Unit обнаружены минеральные жилы толщиной около 25 см, содержащие, среди прочего, сульфат кальция и флюорит. Последний особенно важен: на Земле флюорит часто образуется при циркуляции нагретой воды через вулканические породы. Таким образом, Margin Unit оказался своеобразным геологическим архивом, в котором последовательно сохранились следы подземных вод, древнего озера и более поздней гидротермальной системы. Возраст отдельных эпизодов пока определить невозможно, однако сама последовательность взаимодействий даёт новый материал для реконструкции климата, водного цикла и потенциальной обитаемости раннего Марса. Учёные нашли способ замедлить остывание электронов в солнечных панелях в 1000 раз — это путь за нынешний предел КПД
20.09.2026 [14:39],
Анжелла Марина
Исследователи из Университета Гронингена в Нидерландах выяснили, почему перспективный материал для солнечных панелей способен удерживать энергию «горячих» электронов примерно в 1000 раз дольше обычного. Открытие может помочь преодолеть теоретический предел эффективности солнечных элементов, который долгое время оценивался примерно в 33 %. 
Источник изображения: Chelsea/Unsplash Солнечные панели преобразуют энергию солнечного света в электричество с помощью фотонов, которые передают энергию электронам. Наиболее энергичные фотоны создают так называемые «горячие» электроны, способные дать больше электричества, однако они почти сразу теряют избыток энергии в виде тепла. Именно это быстрое охлаждение не позволяет эффективно использовать дополнительную энергию. Новая работа продолжает исследования перспективного материала на основе олова, в котором процесс охлаждения «горячих» электронов оказался примерно в 1000 раз медленнее. 
Источник изображения: Faber et al., ACS Energy Letters, 2026 Исследователи установили, что необычное поведение материала объясняется одновременным действием двух физических эффектов. Первый получил название фононного узкого горлышка (hot phonon bottleneck). При нём окружающая электроны среда быстро нагревается, после чего электроны начинают повторно поглощать тепловую энергию и дольше сохраняют высокую температуру. Второй эффект, известный как эффект Бурштейна-Мосса (Burstein-Moss effect), создаёт своеобразную пробку на доступных энергетических уровнях, поскольку остывающие электроны быстро заполняют свободные места на нижних энергетических уровнях, блокируя путь для остальных. В результате другим «горячим» электронам становится сложнее отдавать энергию и переходить на более низкие уровни. Учёные сравнивают этот процесс с посадкой пассажиров в самолёт: первые занимают места впереди, а другим приходится проходить дальше вглубь салона. Оба эффекта уже были известны физикам ранее, однако новое исследование показало, что именно их совместное действие позволяет материалу значительно продлевать время охлаждения «горячих» электронов. По мнению исследователей, сочетание необходимых электронных, фононных и химических свойств при интенсивном освещении материала создаёт условия для сверхдолгого охлаждения, которое потенциально можно использовать в устройствах. Если этот подход удастся применить в солнечных элементах, он поможет повысить эффективность преобразования солнечного света и выйти за давно установленный теоретический предел в 33 %. О деталях исследования, опубликованного в журнале ACS Energy Letters, сообщило издание TechRadar. NASA случайно ударило по Марсу обломками спускаемого аппарата и получило неожиданные данные о его грунте
19.09.2026 [10:46],
Геннадий Детинич
В исследовании космоса даже вышедшее из строя оборудование способно приносить научную пользу. Так было недавно с падением обломка ракеты на Луну, чуть раньше с изучением пыли на солнечных панелях марсианских аппаратов и теперь в новой работе, которая воспользовалась случайной бомбардировкой Марса обломками спускаемого аппарата во время доставки туда марсохода Perseverance в 2021 году. 
Источник изображения: NASA Во время подлёта к планете с высоты около 1300 км со спускаемого аппарата были сброшены два вольфрамовых балластных груза массой по 77 кг. Кроме того, на поверхность Марса позднее упали фрагменты маршевой ступени массой около 540 кг. При скорости относительно Марса около 4,7 км/с и очень пологом угле входа — примерно 10 градусов — эти объекты пробили поверхность Красной планеты примерно в 70 км к северо-западу от кратера Езеро, оставив после себя пять хорошо различимых кратеров. На примере Земли учёные хорошо представляют механизмы образования ударных кратеров. Модели определениях их воздействия на поверхность нашей планеты очень точны. Эта модель, так или иначе, адаптирована для условий Марса и также используется для изучения его поверхности по ударным кратерам. Прелесть ситуации с бомбардировкой Марса частями спускаемого модуля в том, что учёные точно знают массу ударных объектов. Это даёт возможность с невероятной точностью уточнить модели образования ударных кратеров на этой планете и больше узнать о его поверхности. Исследователи обнаружили образовавшиеся кратеры на снимках двух камер орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. Их удалось уверенно связать с посадкой Perseverance, поскольку на более ранних снимках этих участков повреждений не было. По размерам кратеров, характеру выброшенного материала и результатам компьютерного моделирования два из них, получившие обозначения CBMD-c и CBMD-e, вероятнее всего, образовали именно вольфрамовые шары, тогда как три остальных появились после падения фрагментов маршевой ступени. Точное распределение всех ударов между объектами остаётся несколько неопределённым. 
Источник изображения: Geophysical Research Letters 2026 Самым неожиданным результатом стала оценка прочности марсианского грунта. Анализ изображений в сочетании с трёхмерным моделированием ударных процессов показал, что его связность составляет примерно 7 кПа. Это соответствует достаточно рыхлому материалу, подобному песку, способному течь сквозь пальцы. Полученная оценка согласуется с предыдущими наблюдениями посадочного аппарата InSight. Но следует учитывать, что столкновение было под небольшим углом, что может вносить существенную погрешность в расчёты. Пока же грунт Марса оказался примерно в два раза менее плотным, чем показывали предыдущие модели, что стало сюрпризом для учёных. Авторы работы считают, что аналогичный подход можно применять и в будущих миссиях, превращая неизбежное падение отдельных элементов конструкции во внеплановый научный эксперимент. В этом деле главное не увлекаться. Дай учёным волю, они запросто начнут бомбардировать планеты уже по собственной прихоти. Учёные установили точную дату первого сбоя на железной дороге из-за космической погоды — это случилось раньше, чем можно подумать
17.09.2026 [14:26],
Геннадий Детинич
Группа британских учёных провела настоящее детективное расследование первого в истории зафиксированного случая влияния космической погоды на движение поездов, произошедшего ещё в викторианскую эпоху в Англии. Ошибочно считалось, что это событие произошло 18 октября 1841 года. Однако расследование выявило ошибку в датировании события. Это в который раз показало, что солнечные бури начали доставлять неудобства гражданам задолго до выхода человечества в космос. 
Эксетер в 1844–1850 годах. На картине У. Хейка изображено открытие железной дороги Бристоль — Эксетер, вид с Эксвик-Хилл. Источник изображения: W. Hake, Royal Albert Memorial Museum & Art Gallery/Wikimedia Commons Всё началось в 1871 году с публикации в журнале Nature сообщения о том, что 18 октября 1841 года сильное магнитное возмущение нарушило работу электрического телеграфа на железной дороге в окрестностях Эксетера на юго-западе Англии. Из-за неисправности сигнальной системы отправление поезда, назначенное на 22:05, задержалось на 16 минут: дежурные не могли подтвердить, что участок пути до станции Старкросс свободен. Однако новое исследование международной группы под руководством учёных Университета Ланкастера (Lancaster University) показало, что дата в статье была ошибочной. Упомянутая железнодорожная линия открылась только в 1846 году, поэтому описанное событие не могло произойти в 1841-м. Исследователи сопоставили железнодорожные расписания, газетные сообщения тех лет, сведения о солнечных пятнах и полярных сияниях, а также сохранившиеся записи геомагнитных наблюдений. Все эти данные указывают на 18 октября 1848 года как на наиболее вероятную дату инцидента. В тот вечер в Великобритании и других районах Европы наблюдалось полярное сияние, а обсерватория в Гринвиче зафиксировала сильное геомагнитное возмущение, начавшееся примерно в 21:20. Таким образом, ошибка в одной цифре превратила реальное событие 1848 года в загадочный «инцидент 1841 года». Во время сильного возмущения магнитного поля Земли изменения магнитного потока порождают электрическое поле в земной поверхности и протяжённых проводниках, в частности в телеграфных линиях и проводах сигнализации. Поэтому наведённые токи могли попадать непосредственно в сигнальную аппаратуру и создавать ложные электрические импульсы. Подобные эффекты уже наблюдались на железных дорогах: в марте 1847 года на Midland Railway операторы сообщали о «самопроизвольных электрических токах» в телеграфном оборудовании одновременно с ярким полярным сиянием. Именно этот случай теперь считается самым ранним достоверно подтверждённым примером воздействия космической погоды на технологическую инфраструктуру, тогда как расследуемое событие произошло годом позже и стало вторым в истории. История имеет значение и для современной железнодорожной техники. Современные исследования показывают, что геомагнитно-индуцированные токи способны влиять на электрические цепи рельсовых систем сигнализации, вызывая опасные ложные срабатывания семафоров. В Великобритании насчитываются десятки тысяч сигнальных рельсовых цепей, поэтому крупные геомагнитные бури рассматриваются как один из факторов риска для инфраструктуры. История с поездом из Эксетера показывает, что проблема космической погоды возникла практически одновременно с появлением первых технологических достижений человечества, включая протяжённые электрические линии, и продолжает существовать почти два столетия спустя. Rocket Lab обошла китайские санкции и создала солнечный элемент для космоса без дефицитного германия
15.09.2026 [14:25],
Геннадий Детинич
Американская компания Rocket Lab с новозеландским прошлым объявила о начале серийного выпуска нового солнечного элемента IMM Apex, предназначенного для солнечных панелей спутников и космических аппаратов. Главная особенность разработки — отказ от германия, который последние десятилетия использовался как основа для высокоэффективных многопереходных солнечных элементов космического назначения, но теперь стал инструментом давления в руках Китая. 
Источник изображения: Rocket Lab В традиционных трёхпереходных солнечных элементах типа GaInP/GaAs/Ge полупроводниковые слои выращиваются на германиевой подложке. Германий обеспечивает хорошее соответствие кристаллической структуры для наращивания, однако запрет на его поставки из Китая с декабря 2024 года создал для отрасли проблемы. В предложенной Rocket Lab технологии IMM Apex используется инвертированная метаморфная архитектура (Inverted Metamorphic): полупроводниковые слои выращиваются в обратном порядке, между материалами с разными параметрами кристаллической решётки применяются специальные буферные слои, а после формирования структуры исходная подложка удаляется. В результате рабочий фотоэлемент сохраняет высокое качество кристаллов, становится значительно легче и не нуждается в германии. По данным Rocket Lab, новый элемент обеспечивает лабораторную эффективность преобразования солнечного света на уровне 31,5 % и примерно на 40 % легче традиционных космических трёхпереходных элементов. Снижение массы особенно важно для спутников: уменьшение веса солнечных батарей позволяет либо снизить стоимость вывода аппарата на орбиту, либо увеличить доступную электрическую мощность при той же массе конструкции. Кроме того, IMM Apex разработан как прямой заменяемый компонент для существующих космических солнечных панелей — производителям спутников не потребуется полностью менять конструкцию энергосистем. Новая технология основана на опыте Rocket Lab с инвертированными метаморфными элементами, которые уже применялись в космических миссиях. Предыдущие версии этой технологии обеспечивали энергией марсианский вертолёт NASA Ingenuity и работают на спутниках более десяти лет. Сейчас производство IMM Apex разворачивается на предприятии Rocket Lab в Альбукерке (штат Нью-Мексико), где компания планирует ежегодно выпускать солнечные элементы на сотни киловатт для коммерческих спутниковых группировок, научных аппаратов и государственных космических программ. Китайцы создали солнечный элемент для подлодки — он работает на глубине
15.09.2026 [08:33],
Геннадий Детинич
Учёные из Китая совершили прорыв в разработке солнечных элементов для выработки электричества под водой, которая сама легко поглощает фотоны. Это было колоссальной проблемой для кремниевых ячеек, но оказалось по силам перовскиту. Открытый без малого 200 лет назад в уральских горах минерал силами китайских учёных преодолел свойственную ему «водобоязнь» и смог вырабатывать электричество даже под толщей воды. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews О разработке в журнале Joule сообщили исследователи из Университета Юньнаня (Yunnan University). Ключевая идея заключалась не просто в использовании перовскита, а в настройке его оптических свойств под сине-зелёную часть спектра, которая сохраняется на глубине. Поскольку перовскиты допускают изменение ширины запрещённой зоны за счёт химического состава, исследователи смогли создать фотоэлемент с широкой запрещённой зоной около 1,96 эВ, оптимизированный для рассеянного в воде света. Конечно же, для чрезвычайно чувствительного к влаге перовскита главной проблемой оказалась не эффективность выработки, а долговечность: вода особенно быстро разрушает структуру таких соединений. Исследователи добавили в состав материала солнечных ячеек полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (polyhexamethylene guanidine hydrochloride, PHMG), который выполнял сразу несколько функций. Он формировал гидрофобный барьер, препятствующий проникновению воды, и одновременно взаимодействовал с кристаллической решёткой перовскита, что вело к образованию более крупных кристаллических элементов и подавляло миграцию ионов, а это один из ключевых механизмов деградации перовскитных фотоэлементов. Эксперимент показал, что при освещении, которое своим спектром соответствовало условиям примерно 10-метровой глубины в океане, элемент продемонстрировал эффективность около 35 %, то есть заметно выше типичных примерно 20 % для кремниевых солнечных панелей в обычных атмосферных условиях. После создания полноценного миниатюрного модуля с защитными слоями учёные испытали его в морской воде. Через 40 суток выдержки под водой фотоэлемент сохранил 99,6 % первоначальной эффективности. Тем самым на уровне прогнозов это даёт примерно 5,5 лет эксплуатации с допустимым снижением эффективности до 80 % от начальной. Затем прототип испытали уже в Южно-Китайском море, установив его на небольшую платформу, способную удерживаться на заданной глубине. Фотоэлемент использовался для зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов на глубинах 2, 6 и 10 м. На двух метрах мощность заметно колебалась из-за воздействия волн на солнечный свет, тогда как на большей глубине освещение становилось стабильнее вследствие рассеяния, но одновременно слабее: на 10 метрах модуль выдавал немногим менее четверти энергии, которую он производил на глубине 2 м. 
Источник изображения: Yunnan University Подобные элементы не заменят наземные солнечные электростанции, но смогут на месте снабжать энергией автономные подводные системы, которым сегодня приходится использовать аккумуляторы или подпитку с поверхности. Это могут быть необитаемые подводные аппараты, датчики мониторинга океана, элементы подводного интернета вещей и другая маломощная электроника. И хотя прототип пока далёк от практического использования, он уверенно показал способность работать на глубинах, а это дорогого стоит. |
© 1997—2026 3DNews
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
