Эффективные солнечные панели на квантовых точках

11.11.2012

Ученые из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL, США) продемонстрировали высокую эффективность солнечных панелей на квантовых точках. Используя процесс под названием множественная генерация экситонов (MEG), исследователи создали солнечную панель, в которой каждый синий фотон поглощенного света может генерировать на 30% больше электричества, чем при использовании обычных технологий.

Новые солнечные ячейки в ближайшее время смогут превзойти все существующие коммерческие фотоэлектрические технологии. Новая ячейка демонстрирует высокую внешнюю квантовую эффективность (EQE) - более 100% для фотонов солнечного спектра. Надо отметить, что EQE - это не КПД, а соотношение пар дырка-электрон к числу фотонов, попадающих на солнечную панель. В свою очередь внутренняя эффективность - это соотношение числа поглощенных фотонов и произведенных электронов.

До сих пор ни у одной фотоэлектрической ячейки EQE не приближался к 100%. Традиционные полупроводники производят только один электрон от каждого фотона, остальная энергия рассеивается в виде тепла. В то же время кристаллические нанометровые структуры, такие как квантовые точки, обходят это ограничение, в результате чего потери энергии уменьшаются, а выход электричества увеличивается. Благодаря микроскопическому размеру квантовые точки ограничивают движение электронов и не позволяют энергии рассеиваться, что дает возможность максимально утилизировать энергию фотонов.

Технология MEG эффективно использует большую часть энергии фотонов и демонстрирует значение EQE на уровне 114%. Это позволяет говорить о возможности создания полномасштабных солнечных панелей на квантовых точках, которые будут существенно мощнее аналогичных панелей на традиционных полупроводниках. Пока КПД опытной ячейки невысок - всего 4,5%. Однако это всего лишь лабораторный образец, предназначенный для демонстрации эффекта MEG, а не выработки электроэнергии. Ученые полагают, что в будущем солнечные панели на квантовых точках значительно превзойдут традиционные по мощности и станут экологически чистым источником энергии нового поколения.

<< Назад: Видеокамеры выявляют преступления 12.11.2012

>> Вперед: Беспроводная зарядка электромобиля - быстро и безопасно 11.11.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Дистанционная блокировка зажигания кредитного автомобиля 03.10.2014 В США автомобилей, оборудуемых системой дистанционной блокировки двигателя, становится все больше. Такую технологию используют кредитные организации для борьбы с неплательщиками. Подобными устройствами оснащены на сегодняшний день около 2 млн кредитных автомобилей в этой стране. Хотя подобные устройства имеют очевидные плюсы для банков, законность их использования остается под вопросом, так как они могут оказаться причиной ДТП с самыми серьезными последствиями. На американских дорогах сегодня находятся, по меньшей мере, 2 млн автомобилей, купленных в кредит, и оборудованных системами дистанционного отключения. Такое оборудование позволяет дистанционно блокировать зажигание двигателя и использует те же принципы, что и современные противоугонные системы. Если владелец автомобиля имеет задолженность по кредиту, аппарат, установленный в машине, звуковыми и световыми сигналами предупреждает должника о необходимости произвести очередной платеж по договору. Кредитор может на свое усмотрение заглушить мотор кредитной машины на расстоянии, и воспрепятствовать ее дальнейшему использованию. Поскольку такая блокировка может произойти в любой момент, она может застать врасплох задолжавшего владельца. В США уже были случаи, когда система активировалась в процессе передвижения автомобиля по оживленным автомагистралям или во время экстренных поездок в медучреждение. В компании IMETRIK, которая занимается выпуском устройств дистанционной блокировки машин, говорят, что их изделия настроены на отключение зажигания лишь в неподвижных автомобилях. Устройства для борьбы с должниками от IMETRIK стоят порядка 100 долл., а их продажи в США превысили уже 800 тыс. Лидерами данного рынка являются фирмы Skypatrol и Passtime. Некоторые системы дистанционного отключения зажигания комплектуются GPS-модулями, используя которые кредиторы могут отслеживать местоположение транспортных средств должников и отключать зажигание в таких местах города, которые считаются наиболее безопасными. При этом установка оборудования, следящего за перемещением, может вызвать недовольство автовладельцев, поскольку в этом случае речь идет о посягательстве на неприкосновенность их частной жизни. Как бы то ни было, для лиц с плохой кредитной историей применение таких дистанционных блокировщиков с навигационным оборудованием - единственная возможность купить автомобиль в кредит. Статистические данные свидетельствуют, что примерно четвертая часть автокредитов, взятых в 2013 г., американцами, относится к категории повышенного риска, т.к. эти кредиты взяли люди, ранее имевшие просрочки по выплатам.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025