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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Самодвижущиеся умные кресла 17.08.2017 "Умные" самодвижущиеся кресла для людей с ограниченными физическими возможностями будут протестированы японской корпорацией Panasonic в одном из крупнейших транспортных хабов Токио - международном аэропорту "Ханеда". Ожидается, что эта и другие разработки найдут массовое применение уже в 2020 г. при проведении летней Олимпиады в Токио. Как понятно из названия, робокресло от Panasonic будет двигаться само - с помощью встроенного мотора и аккумуляторов. Пользователи смогут управлять устройством через приложение на смартфоне. Встроенные сенсоры и система распознавания образов позволят креслам буквально "видеть" препятствия на своем пути и свободно ориентироваться на территории аэропорта даже в толпе - по аналогии с тем, как ориентируются на местности роботы Panasonic HOSPI. Постоянно отслеживая свое положение, робокресло сможет выбирать оптимальные маршруты движения. "Умные" кресла смогут даже коммуницировать друг с другом и при необходимости "сбиваться" в группы - например, когда по аэропорту перемещается семья, несколько инвалидов или лиц преклонного возраста, испытывающих проблемы с двигательным аппаратом. Если пассажир приехал с багажом, то кресло "увидит" оборудованную сенсором тележку, на которую служащие отеля погрузят чемоданы, и поедет за ней. Одного заряда аккумулятора креслу хватит примерно на 25 км пути, скорость достигает 8,9 км/ч. "Умные" самодвижущиеся кресла были разработаны корпорацией Panasonic в сотрудничестве с компанией Whill в рамках программы по оснащению аэропортов Японии роботизированными помощниками для решения различных задач - от уборки и перевозки грузов до информирования пассажиров. Panasonic, которая уже почти 30 лет выступает Всемирным партнером МОК и обеспечивает зимние и летние Олимпийские игры аудио- и видеооборудованием, рассчитывают, что новые разработки, вроде "умных" кресел, помогут улучшить транспортную доступность крупнейших инфраструктурных объектов Японии в преддверии Токио-2020.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025