Учёные нашли способ обойти предел эффективности солнечных панелей⁠⁠

Учёные предложили новый способ обойти одно из самых известных фундаментальных ограничений солнечной энергетики — предел Шокли — Квиссера. Этот предел более 60 лет считался теоретическим максимумом для эффективности классических солнечных элементов и объяснял, почему даже идеальные фотоэлементы не могут использовать весь спектр солнечного света. В обычных условиях часть фотонов просто теряется: слабые проходят сквозь материал, а слишком энергичные теряют избыток энергии в виде тепла.

Новая работа показывает, что часть этой “потерянной” энергии всё же можно использовать. Исследователи из Японии и Германии предложили способ преобразовать энергию высокоэнергетического синего света в два полезных возбуждения вместо одного. Это стало возможным благодаря эффекту синглетного деления, при котором один фотон фактически даёт больше носителей заряда. В эксперименте удалось достичь эффективности около 130% по числу носителей энергии на 100 поглощённых фотонов, что выглядит как очень сильный результат для лабораторной стадии.

Ключевую роль в новой системе сыграла органическая молекула тетрацен в сочетании с молибденом. Раньше тетрацен уже рассматривался как перспективный материал для работы с высокоэнергетическим светом, но стабильность таких систем оставалась проблемой. По словам авторов, добавление молибдена помогло преодолеть это ограничение и сделать процесс более устойчивым.

Пока это именно лабораторный результат, а не готовая коммерческая технология. Но сама идея крайне важна: если такой подход удастся масштабировать, то солнечные панели будущего смогут использовать свет значительно эффективнее без полного отказа от привычной архитектуры фотоэлементов. В этом видео разберём, что такое предел Шокли — Квиссера, как работает синглетное деление и почему это исследование может стать одним из самых заметных шагов к солнечной энергетике нового поколения.