Группа европейских учёных создала инновационный гибридный солнечный элемент, который будет на месте запасать энергию для расхода в тёмное время суток. Новая разработка сочетает рекордную в своей области эффективность и экологическую чистоту, используя широкодоступные материалы без дефицитных редкоземельных элементов и дорогих металлов. Общая эффективность фотоэлемента составляет скромные 14,9 %, но продукт можно развивать дальше.

Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Репортаж с IEM Cologne Major 2026: Жаб Жабыч, триумф NiKo и главные сенсации мейджора по CS2

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Обзор Infinix GT 50 Pro: геймерский смартфон со встроенной СЖО

Источник изображений: UPC/Paulius Baronas

Учёные из Технологического университета Чалмерса в Швеции (Chalmers University of Technology) и Испанского политехнического университета Каталонии в Барселоне (UPC) решали две задачи. Во-первых, нужно было снизить рабочую температуру кремниевого фотоэлемента, чтобы его КПД не снижался из-за перегрева — нагрев может уменьшить эффективность на 10–25 %. Во-вторых, аккумулирование энергии должно было происходить без использования редких химических элементов. Следует помнить, что любой фильтр снижает КПД фотоэлемента, что является дополнительной задачей для разработчиков.

Исследователи использовали обычную кремниевую фотоячейку, но сверху разместили прозрачный элемент для микроциркуляции жидкости. Эта жидкость обладала свойством изменять молекулярную структуру под воздействием ультрафиолетового и видимого света. Учёные назвали эту надстройку молекулярным накопителем солнечной тепловой энергии (MOST). Энергия накапливалась в виде изменения молекулярных связей в жидкости. Для высвобождения энергии нужно было восстановить прежние связи. Жидкость могла использоваться до 1000 раз или около трёх месяцев непрерывной работы.

Эффективность накопления энергии в молекулярных связях составила рекордные 2,3 % для этого метода. Одновременно жидкость охлаждала кремниевую фотоячейку, на поверхности которой она находилась. При температуре прямого нагрева до 39 °C жидкость снижала температуру кремниевого элемента на 8 °C, что повышало его эффективность на 0,2 % (до 12,6 %). Суммарная эффективность гибридного элемента составила 14,9 %. Поскольку каждую из составляющих можно улучшить, в будущем эффективность может достичь коммерчески приемлемого уровня, обеспечивая дополнительные преимущества: повышенную эффективность, долговечность и относительную дешевизну.

Очевидно, что эффективность и продуктивность солнечных панелей на открытом пространстве и в условиях городской застройки будут существенно различаться. Но пока что никто не предлагает солнечные панели, работающие в тени или от рассеянного света. Возможно, первый шаг в сторону «городских» солнечных панелей сделали учёные из Южной Кореи, которые создали необходимый для этого аналитический аппарат.

Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная

Обзор Infinix GT 50 Pro: геймерский смартфон со встроенной СЖО

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Репортаж с IEM Cologne Major 2026: Жаб Жабыч, триумф NiKo и главные сенсации мейджора по CS2

Источник изображения: Korea Electrotechnology Research Institute (KERI)

Исследователи последовательно двигались к математически обоснованной оценке существующих панелей с учётом множества неблагоприятных факторов: от падения рассеянного света до неоптимальных углов падения и отражения света от поверхностей с различными отражающими свойствами. Главный вывод, который позволила сделать даже явно неполная и несовершенная модель заключается в том, что солнечные панели для города и помещений не должны быть плоскими.

Уже существуют работы, в которых предлагаются мозаичные фотоэлементы на гибкой основе или на основе с памятью формы. Нечто подобное, в первом приближении, создала группа учёных из Корейского научно-исследовательского института электротехники (KERI), которая предварительно провела расчёты с помощью нового аналитического инструмента. Эксперимент в лаборатории показал, что фотопанель в виде трёхмерного объекта без защитного стекла и с функцией самоконтроля способна вырабатывать на 60 % больше энергии, чем обычная плоская панель.

Исследователи не утверждают, что их панель станет идеальной для использования в помещениях или в городской застройке. Однако предложенный ими аналитический инструмент, который учитывает даже тип и вид элементов освещения и уровень пыли в воздухе, поможет при разработке наиболее оптимальных конструкций солнечных панелей для города. Отдельный интерес представляет раздел этого инструмента, который позволяет проектировать солнечные панели для установки на транспортные средства, где условия освещения почти всегда или часто будут далеки от идеала.