Более 100 процентов? Солнечный прорыв, который не ломает физику

На первый взгляд эта история звучит невероятно. Как солнечная технология может достичь 130 процентов эффективности, если физика ясно говорит, что энергия не возникает из ничего?

Ответ прост. Исследователи из Университета Кюсю в Японии вместе с учёными из Германии не создали дополнительную энергию. Они нашли способ получать больше полезных носителей заряда из того же самого света. А это уже совсем другое утверждение.

Их результат относится к квантовому выходу, а не к общей эффективности преобразования энергии. В их системе один высокоэнергетический фотон может помочь создать больше одного полезного экситона. В этом случае команда сообщила о квантовом выходе примерно 130 процентов. То есть на каждый поглощенный фотон материал в среднем давал 1,3 экситона.

Как на самом деле работает этот механизм

Ключевая идея называется синглетное деление. Обычно один фотон возбуждает один электрон. Здесь один высокоэнергетический экситон может разделиться на два низкоэнергетических экситона. Это может помочь солнечным элементам вернуть часть энергии, которая обычно теряется в виде тепла.

Главная проблема всегда заключалась в контроле. Эти дополнительные экситоны часто исчезают ещё до того, как их удается использовать. Японская команда сосредоточилась именно на этой задаче и применила молибденовый спин переворачивающий комплекс. Он выборочно захватывает ценные триплетные экситоны и при этом обходит один из главных конкурирующих каналов потери энергии.

Это не означает, что панели на вашей крыше внезапно начнут работать со 130 процентами энергетической эффективности. Но это указывает на более умный путь к солнечным элементам нового поколения, которые смогут заметно превзойти многие современные коммерческие панели.

Что это может означать для вас

На наш взгляд, это важно, потому что показывает, куда движутся солнечные технологии. Вы не увидите такую систему на домах уже завтра, но именно такие прорывы формируют будущее более дешёвой и эффективной энергетики. Если исследователи превратят эту химию в реальные твердотельные устройства, вы сможете получить более эффективные панели, меньшие потери и больше электроэнергии с той же площади крыши.

Если эта статья помогла вам лучше понять будущее солнечной энергетики, поделитесь ею с теми, кто следит за cleantech, почитайте другие материалы в нашем блоге и следите за нами в социальных сетях, чтобы не пропускать новые сильные истории из мира науки.