Для этого необходимо превратить солнечный свет в электроны, а затем извлечь из них электрический заряд, и все это на огромной скорости — за одну квадрилионную долю секунды или несколько фемтосекунд. В течение короткого момента после создания электроны движутся очень быстро. Затем они начинают сталкиваться и терять энергию. Электроны, которые сохраняют свою скорость до столкновения, называются «горячими», а добавленная кинетическая энергия означает, что они имеют потенциал для увеличения заряда. Именно за счет этих «горячих» электронов ученым удалось извлечь гораздо большее количество энергии, чем было возможно раньше.
Такой способ потенциально позволяет увеличить КПД солнечных панелей до 30% — предельно возможного значения для перовскита. «Представьте, что у вас есть бильярдный стол, и каждый мяч двигается с одинаковой скоростью, — говорит Йоханн Рихтер, исследователь из Optoelectronics Group. — Через некоторое время они ударяют друг друга, что заставляет их замедляться и изменить направление. Мы хотели выяснить, как долго можно извлекать электроны, прежде чем это произойдет».
Перовскиты — это новый класс материалов, который в скором времени может заменить кремний в фотоэлектрических панелях. Хотя перовскитные солнечные элементы были разработаны недавно, они почти достигли энергоэффективности кремния. Кремниевые ячейки имеют толщину около миллиметра, тогда как перовскит — лишь один микрометр: это примерно в 100 раз тоньше человеческого волоса. Гибкие перовскитные ячейки можно устанавливать на неровные поверхности — крыши зданий и автомобилей, палатки и даже одежду.
Молекулярная «машина времени» показала ключевую роль случая в эволюции
Кейсы
Ученые из Стэндфордского университета создали солнечные батареи, вдохновившись глазами насекомых. Новая технология позволит эффективнее использовать перовскит.