Технологии

Уникальную альтернативу солнечным батареям создали ученые

Ученые создали новый материал, способный работать по принципу солнечной батареи, однако он может быть нанесен на любую поверхность.

Ученые из Канзасского университета достигли значительных прорывов в области органических полупроводников, что открывает перспективы для разработки более эффективных и универсальных солнечных батарей.

Об этом сообщает Interesting Engineering.

Исторически кремний был основным материалом в солнечной энергетике благодаря высокой эффективности и долговечности своих фотоэлектрических панелей. Однако жесткость и высокие затраты на производство кремниевых солнечных элементов ограничивают их использование, особенно на изогнутых поверхностях.

В отличие от существующих материалов, органические полупроводники на основе углерода представляют собой более гибкую и экономически эффективную альтернативу.

"Потенциально они могут снизить стоимость производства солнечных батарей, поскольку эти материалы можно наносить на произвольные поверхности с помощью растворов — точно так же, как мы красим стены", — объясняет Вай-Лун Чан, доцент кафедры физики и астрономии Канзасского университета и автор исследования.

Органические полупроводники можно настроить на поглощение света определенной длины волны, что значительно расширяет их потенциал для применения. Эти особенности делают органические солнечные панели особенно перспективными для использования в экологически чистых и устойчивых зданиях нового поколения.

Несмотря на эти преимущества, органические солнечные батареи традиционно отстают по эффективности от своих кремниевых аналогов: кремниевые панели преобразуют в электричество до 25% солнечного света, в то время как органические элементы имеют КПД около 12%.

Канзасская исследовательская группа изучила превосходство NFAs над другими органическими полупроводниками. В ходе исследования было обнаружено удивительное явление: в определенных условиях возбужденные электроны в NFAs могут получать энергию из окружающей среды, а не терять ее.

Аспирант Кушал Риджал руководил экспериментами с использованием двухфотонной фотоэмиссионной спектроскопии, которая позволяет отслеживать энергию возбужденных электронов с высокой временной разрешающей способностью, до триллионной доли секунды.

Исследователи считают, что такой прирост энергии является результатом взаимодействия квантовой механики и термодинамики. На квантовом уровне возбужденные электроны могут одновременно находиться на нескольких молекулах. Это в сочетании со вторым законом термодинамики изменяет традиционное направление потока тепла.

Ранее "Курсор" писал, что исследователи достигли мирового рекорда эффективности солнечных батарей в реальных условиях, используя технологию, которая включает укладку сотен слоев материалов для максимизации захвата электронов, возбуждаемых солнечными фотонами.

Автор материала:
Алекс Липницкий

Недавние новости

Что съесть вечером, чтобы лучше спать: названы шесть продуктов

Причина плохого сна может скрываться не только в стрессе, но и в вечерних пищевых привычках,…

17 минут назад

Высокий холестерин не любит эти продукты: что есть для сердца

Лишний холестерин оседает бляшками в сосудах. Диетологи назвали пять групп продуктов, которые помогают держать его…

1 час назад

Гороскоп на субботу 24 октября 2026 для всех знаков Зодиака

Суббота, 24 октября 2026 года, располагает к перемене привычного ритма и более внимательному выбору занятий.

2 часа назад

Трамп зависит от Путина, но Кремль может разрушить его планы - FP

Трамп рассчитывает на Путина, чтобы тот дал ему возможность одержать крупную международную победу.

4 часа назад

Ходьба влияет на работу мозга: сколько шагов достаточно

Люди, которые больше ходят пешком, лучше справляются с отвлекающими факторами и реже принимают импульсивные решения.

4 часа назад

Трамп пошел на необычный шаг ради выборов в Сенат США

Министерство юстиции США обратилось в суд с необычным требованием, которое может изменить исход напряженной борьбы…

4 часа назад