Сонячна енергія 2.0. Японські фізики витиснули 130% виходу заряду з одного джерела світла

Фізики з Університету Кюсю в Японії та Університету Йоганна Гутенберга в Німеччині зафіксували квантовий вихід сонячних елементів на рівні 130%, що на перший погляд здається порушенням фундаментальних законів термодинаміки . Насправді мова йде не про створення енергії з нічого, а про технічний « хак» процесу поглинання фотонів. За допомогою металевого комплексу на основі молібдену вчені змусили один високоенергетичний фотон породжувати одразу два носії заряду, що дозволяє обійти теоретичну межу ефективності класичних кремнієвих панелей, пише New Atlas. Стандартні сонячні батареї сьогодні впираються у так звану межу Шоклі-Квайссера ( близько 33%). Проблема в тому, що фотони синього спектра несуть надлишок енергії, який кремній не може перетравити: він вибиває один електрон, а решта енергії просто випаровується у вигляді марного тепла. Японські дослідники використали явище синглетного поділу ( singlet fission), де один збудник-екситон розщеплюється на два слабші. Раніше ці «зайві» носії енергії було майже неможливо впіймати через конкуруючі механізми, які буквально крали заряд до того, як він потрапляв у ланцюг. Ключовим інженерним рішенням став молібденовий комплекс із властивістю « перекидання спіну» ( spin-flip). Ця молекулярна структура вибірково захоплює саме ті триплетні екситони, які раніше вважалися втраченими, ігноруючи побічні шляхи витоку енергії. Доцент Йоічі Сасакі пояснює стратегію команди так: « У нас є два основні шляхи подолання ліміту. Один — це конвертація низькоенергетичних інфрачервоних фотонів у видиме світло. Інший, який ми досліджуємо тут, — використання синглетного поділу для генерації двох екситонів з одного фотона». Результат у 130% означає, що на кожні 100 поглинутих часток світла система стабільно видає 130 носіїв заряду. Теги:   Фізика Енергія Якщо ви знайшли помилку в тексті, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter