Массачусетс технологиялық институтының (АҚШ) Дэниел Конгрев (Дэниэль Конгрев) жетекшілік ететін зерттеушілері бір жолақты күн батареясының тиімділігін 33,7%-ға дейін шектейтін Шокли-Квайзер шегін еңсеруге болатынын жариялады. Сонымен қатар, ғалымдар бұл шектеудің түбегейлі өтуін дәлелдейтін операция жасай алды.

Стандартты фотоэлектрлік ұяшықта түсетін жарықтың бір фотоны ең жақсы жағдайда бір электронды сөндіреді — бұл күн ұяшығы ток жасау үшін пайдаланады. Массачусетс зерттеушілері сынаған әдістің көмегімен бір фотонды күн батареясының материалынан бірден екі электронды шығаруға мәжбүрлеу мүмкін болды. Қалай?

Ол үшін органикалық жартылай өткізгіш пентацен негізіндегі фотоэлемент пайдаланылды. Бұл заттың бір фотоннан бірнеше электрон алуының теориялық қабілеті бұрыннан белгілі. Дегенмен, әзірге ешкім оны пентаценнің тәуелсіз үлгісінде емес, оның ішінде, бірақ жұмыс істейтін фотоэлементте іс жүзінде қолдана алмады.

Жаңа тәжірибелік фотоэлементтің әзірлеушілері (солдан оңға қарай): Дэниел Конгрев, Николас Томпсон және Джи Йе Ли (суретті Криста Ван Гуилдер түсірген).

Еске сала кетейік: бүгінде фотонның энергиясы күн батареясындағы бір электронды сөндіруге кететін энергиядан көп болса, оның «артықтығы» жылу түрінде жоғалады, бұл фотоэлементтің тиімділігін төмендетеді. Егер зерттеушілер өздерінің пентацендік әсерін ең көп таралған күн батареяларына (кристалды кремний негізінде) көшіре алса, онда соңғысының тиімділігі қазіргі максимум 24% (және оған тек зертханада ғана қол жеткізуге болады) 30% -ға дейін көтерілуі мүмкін, сонымен қатар күнделікті тәжірибеде.

Содан кейін біз күн энергиясының түбегейлі өзгеруі, оны өндірілген электр энергиясының өзіндік құнының түбегейлі басқа деңгейіне жеткізу туралы айтуға қуанышты боламыз.

Зерттеу туралы есеп 2013 жылы 19 сәуірде Science журналында жарияланды.