В Японии разрабатывают солнечную панель с рекордным квантовым КПД 130 %

Даже в научной фантастике ни один энергетический источник не способен преодолеть стопроцентный барьер — это диктуют фундаментальные законы физики. Неизбежные потери энергии — константа, и главная цель исследователей заключается в их минимизации.

Производительность стандартных солнечных панелей на базе p-n-переходов ограничена пределом Шокли–Квейссера, составляющим 33 %. Однако коллаборация физиков из Университета Кюсю и Университета Йоханнеса Гутенберга обнаружила способ выйти за рамки этого теоретического потолка.

В традиционных фотоэлементах один фотон провоцирует появление единственной пары «электрон-дырка» (экситона). В результате избыточная энергия высокоэнергетических синих фотонов бессмысленно рассеивается в виде теплового излучения.

Инновационный метод базируется на синглетном расщеплении: воздействие синего фотона вынуждает материал генерировать сразу два экситона. Для реализации этой задачи специалисты задействовали уникальный молибденовый комплекс, который эффективно улавливает экситоны и конвертирует их в электроэнергию, одновременно блокируя деструктивные процессы переноса энергии.

В ходе лабораторных испытаний удалось добиться квантового выхода в 130 %, что эквивалентно 1,3 электрона на один поглощенный фотон. Данный результат подтверждает возможность повышения КПД однопереходных солнечных панелей до 35–45 %.

На текущем этапе речь идёт об успешной демонстрации технологии, однако это открытие закладывает прочный фундамент для создания солнечных батарей нового поколения с высочайшими показателями эффективности.

Источник: iXBT