Понад 100 відсотків? Сонячний прорив, який не ламає фізику

На перший погляд ця історія звучить неможливо. Як сонячна технологія може досягти 130 відсотків ефективності, якщо фізика чітко каже, що енергія не виникає з нічого?

Відповідь проста. Дослідники з Університету Кюсю в Японії разом із науковцями з Німеччини не створили додаткову енергію. Вони знайшли спосіб отримувати більше корисних носіїв заряду з того самого світла. А це зовсім інше твердження.

Їхній результат стосується квантового виходу, а не загальної ефективності перетворення енергії. У їхній системі один високоенергетичний фотон може допомогти створити більше ніж один корисний екситон. У цьому випадку команда повідомила про квантовий вихід приблизно 130 відсотків. Тобто на кожен поглинутий фотон матеріал у середньому виробляв 1,3 екситона.

Як насправді працює цей механізм

Ключова ідея називається синглетне розщеплення. Зазвичай один фотон збуджує один електрон. Тут один високоенергетичний екситон може розділитися на два низькоенергетичні екситони. Це може допомогти сонячним елементам повертати частину енергії, яка зазвичай втрачається у вигляді тепла.

Головна проблема завжди полягала в контролі. Ці додаткові екситони часто зникають ще до того, як їх вдається використати. Японська команда взялася саме за це завдання і застосувала молібденовий комплекс із перевертанням спіну. Він вибірково захоплює цінні триплетні екситони та оминає один із головних шляхів втрати енергії.

Це не означає, що панелі на вашому даху раптом почнуть працювати зі 130 відсотками енергетичної ефективності. Але це вказує на розумніший шлях до сонячних елементів нового покоління, які можуть значно перевершити багато сучасних комерційних панелей.

Що це може означати для вас

На нашу думку, це справді важливо, бо показує, куди рухаються сонячні технології. Ви не побачите таку систему на будинках уже завтра, але саме такі прориви формують майбутнє дешевої та ефективної енергетики. Якщо дослідники перетворять цю хімію на реальні твердотільні пристрої, ви зможете отримати кращі панелі, менші втрати та більше електроенергії з тієї самої площі даху.

Якщо ця стаття допомогла вам краще зрозуміти майбутнє сонячної енергетики, поділіться нею з тими, хто стежить за cleantech, читайте інші матеріали в нашому блозі та стежте за нами в соцмережах, щоб не пропустити нові сильні історії зі світу науки.