Исследователи из Университета Кюсю совместно с немецкими коллегами разработали технологию, которая позволяет одному синему фотону возбуждать два электрона вместо одного. В экспериментах квантовый выход достиг 130%.
Японские и немецкие ученые нашли способ обойти классическое ограничение фотоэлементов. В обычной панели один фотон создает один экситон (электронно‑дырочную пару). Фотоны из синей части спектра обладают высокой энергией, но традиционные материалы не могут использовать ее для генерации тока — она рассеивается в тепло.
Исследователи применили синглетное расщепление. Высокоэнергетический фотон в специальном материале делит экситон на два с более низкой энергией. Каждый из них захватывается молибденовым комплексом. В итоге один синий фотон возбуждает два электрона для генерации тока. Дополнительный материал подавляет перенос энергии, который в обычных условиях мешает процессу.
Эксперименты показали квантовый выход около 130% — 1,3 экситона на фотон. По оценкам, технология способна поднять теоретическую эффективность однопереходных солнечных элементов до 35–45%. Это выше предела Шокли‑Квейссера (33%) для кремниевых панелей и заметно выше реальных 20–25% у коммерческих модулей.
Достижение пока реализовано в растворе молекул, но закладывает основу для прорыва в солнечной энергетике.
Подробности о разработке опубликованы в журнале Journal of the American Chemical Society.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: ИИ-генерация
