Фотоволтаична клетка с ефективност от 132%, създадена от учени

Изследователски екип от университета Аалто успя да създаде фотоволтаично устройство с външна квантова ефективност от рекордните 132%.

Тези рекордни числа, които звучат като фантазия, са постигнати чрез използването на наноструктуриран черен силиций. Затова нека разберем малко повече за това откритие.

Как излезе ефективността от 132%

Вземете фотоволтаично устройство и си представете, че неговата външна квантова ефективност е 100 процента. Това предполага, че всеки фотон светлина, който удари такъв панел, избива електрон със сто процента вероятност.

Така че новото устройство е първото в света, чиято ефективност надвишава прага от 100 процента и е равна на 132%.

Това означава, че средно един фотон светлина избива 1,32 електрона от материалната структура. Разбира се, невъзможно е да се получат 0,32 електрона, така че такива числа трябва да се разбират по следния начин: имате 32% шанс да избиете няколко електрона наведнъж с един фотон светлина.

Изглежда, че това е невъзможно според физическите закони, защото енергията не се взема от нищото. Нека видим как това стана възможно.

Всичко се свежда до това как фотоволтаичните материали обикновено функционират:

Така че, когато фотон удари повърхността на активен материал, тогава един електрон се избива от атома. Но при определени условия високоенергиен фотон може да избие два електрона наведнъж, без да нарушава законите на физиката.

Знаейки това, учените направиха устройство, използващо черен силиций като активен материал в специална форма на конуси и колони, които абсорбират UV светлина. По този начин бяха създадени отлични условия за "двойно нокаутиране" на електрони.

Какви са перспективите за продукта

Черният силиций е уникален материал, който може драстично да подобри работата на всички нови слънчеви панели.

В края на краищата използването му значително намалява такива отрицателни фактори като отражението на фотоните от устройството и рекомбинацията на електрони с "дупка", която те оставят в атома, преди да бъдат събрани от веригата.

Резултатите от свършената работа, която беше тествана в Германския национален институт по метрология, споделиха учените на страниците на списанието Писма за физически преглед.

Благодаря ви, че прочетохте до края и оценихте материала.