Купон на скидку: 2026
Планируется увеличить фактический коэффициент полезного действия (КПД) до 35–45 %. Согласно законам физики, КПД любого источника энергии не может превышать 100 %, поскольку всегда присутствуют потери. Задача исследователей заключается в том, чтобы максимально сократить эти потери. Обычные солнечные панели, основанные на p-n-переходе, теоретически ограничены пределом Шокли–Квейссера, составляющим 33%. Однако японские исследователи из Университета Кюсю совместно с немецкими коллегами из Университета Йоханнеса Гутенберга нашли способ преодолеть это ограничение.
В традиционном фотоэлементе один фотон света генерирует только один экситон, состоящий из электрона и дырки. При этом высокоэнергетические «синие» фотоны теряют избыточную энергию, которая превращается в тепло. Новая технология, изображенная на рисунке Grok, использует метод синглетного расщепления: один синий фотон заставляет материал создавать два экситона вместо одного. Для этого ученые применили специальный молибденовый комплекс, который улавливает эти экситоны и преобразует их в электрический ток, одновременно подавляя ненужный перенос энергии, который мог бы снизить эффективность.
В ходе экспериментов был достигнут квантовый выход в 130% (1,3 электрона на один фотон), что доказывает возможность повышения теоретического КПД однопереходных солнечных элементов с 33 % до 35–45 %. На данный момент это лишь доказательство концепции, но оно открывает путь к созданию значительно более эффективных солнечных панелей в будущем.