Ученые создали первый солнечный элемент с квантовой эффективностью более 100%

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 формированы "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.