Солнечную панель с фантастическим КПД — с квантовой эффективностью 130 % — создают в Японии

Фактический КПД планируют поднять до 35–45 %.

Даже в фантастике КПД любого источника энергии не может превышать 100 % — таковы законы физики. Всегда есть потери. Задача учёных — максимально их уменьшить.

Обычные солнечные панели на основе p-n-перехода теоретически ограничены пределом Шокли–Квейссера в 33%. Но японские учёные из Университета Кюсю вместе с немецкими коллегами из Университета Йоханнеса Гутенберга нашли способ этот предел преодолеть.

В классическом фотоэлементе один фотон света создаёт только один экситон (электрон и дырку). При этом высокоэнергетические «синие» фотоны тратят свою лишнюю энергию впустую — она просто уходит в тепло.

Новая технология использует синглетное расщепление: один синий фотон заставляет материал создать сразу два экситона вместо одного. Для этого учёные применили специальный молибденовый комплекс, который захватывает эти экситоны и превращает их в электрический ток. Одновременно материал подавляет ненужный перенос энергии, который снижал бы эффективность.

В экспериментах квантовый выход достиг 130% (1,3 электрона на один фотон). Это доказывает, что теоретический КПД однопереходных солнечных элементов можно поднять с 33 % до 35–45 %.

Пока это только доказательство концепции, но оно открывает путь к значительно более эффективным солнечным панелям в будущем.