Исследователи из Японии и Германии разработали метод, позволяющий преодолеть предел Шокли — Квиссера — фундаментальный барьер эффективности фотоэлементов, установленный более 60 лет назад. За счет использования технологии синглетного деления ученым удалось получить 130 носителей заряда на каждые 100 поглощенных фотонов синего спектра.
Десятилетиями развитие солнечной энергетики упиралось в теоретический потолок: даже идеальный кремниевый элемент не может преобразовать в электричество более 33% солнечного света. На практике КПД коммерческих панелей редко превышает 25%. Основная причина потерь заключается в природе света: фотоны с низкой энергией проходят сквозь материал, а частицы с высокой энергией теряют избыток потенциала в виде тепла.Механика синглетного деления
Группа ученых, в которую вошел химик Ёити Сасаки из Университета Кюсю, предложила использовать органическую молекулу тетрацен в связке с металлическим элементом молибденом. Эта комбинация позволяет реализовать процесс синглетного деления: когда один поглощенный фотон высокой энергии порождает не одно, а сразу два возбужденных состояния.
В ходе лабораторных тестов исследователи зафиксировали квантовую эффективность на уровне 130%. Это означает, что система генерирует заметно больше носителей энергии, чем поглощает частиц света. Ключевым достижением стала стабилизация процесса. Ранее подобные органические системы считались бесперспективными из-за быстрой деградации, однако добавление молибдена позволило преодолеть это ограничение.
По словам авторов работы, технология пока находится на стадии эксперимента. Несмотря на прорывные результаты, до интеграции метода в массовое производство солнечных панелей предстоит решить вопросы масштабирования. Тем не менее, открытие доказывает: фундаментальные лимиты физики можно обойти, повысив отдачу от «синей» части светового спектра без радикального изменения архитектуры фотоэлементов.
Комментарии (0)
Пока нет комментариев. Будьте первым!