Ученым из Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) удалось создать первый солнечный элемент с квантовой эффективностью более 100%.
Квантовая эффективность показывает отношение количества электронов, возникших в цепи солнечного элемента к числу фотонов определенной длины волны, упавших на его поверхность за единицу времени. Учитывая, что один высокоэнергетический фотон может «выбить» несколько электронов, квантовая эффективность может превышать 100%.
Специалистам NREL удалось получить показатель 114%. Для элемента, работающего на излучении, попадающем в солнечный спектр, такое значение получено впервые.
Ключом к успеху, по словам ученых, стало применение эффекта многоэкситонной генерации, при которой один поглощенный фотон создает более одной пары «электрон-дырка». Такой механизм особенно эффективен в так называемых «квантовых точках» — нанокристаллах полупроводника, где начинают существенно проявляться квантовые эффекты.
В рекордно эффективном солнечном элементе используются такие материалы, как оксид цинка и селенид свинца (именно из него были сформированы «квантовые точки»). Исследователи надеются, что их разработка в будущем приведет к появлению солнечных батарей, вырабатывающих электроэнергию, способную по стоимости конкурировать с электроэнергией из других источников.
Источник: NREL