Изследователите на MIT успяха да заставят един фотон да избива два електрона едновременно, с което теоретичният максимум на КПД нарасна от 29,2 на 35%. Учените считат, че при следващите експерименти коефициентът на полезно действие ще нарасне още.

Досега физиците считаха, че ефективността на традиционните силициеви слънчеви панели не може да превишава 29,1%. Това отчасти е свързано с разбирането, че всеки фотон може да избие само един електрон, дори и енергията на фотона да е достатъчна за взаимодействието с два електрона. Учените от няколко десетилетия се опитват да преодолеят това ограничение.

Учените от Масачузетския технологичен институт успяха да направят пробив в това направление. Science Daily съобщи, че още преди шест години същият екип доказа на теория възможността един фотон да избива два електрона едновременно. Но при първите експерименти се е използвал органичен фотоелемент с малка ефективност.

Днес учените от MIT успяха да демонстрират този ефект в силициева слънчева батерия. Именно този вид панели са най-разпространени към днешен ден.

Ключът към постигането на този важен резултат бе нов клас материали, съдържащи възбудените квазичастици екситони. Под тяхното въздействие енергията на фотона се разделя на два независими енергийни пакета. Този процес е известен като синглетно делене на екситона.

И преди бяха правени подобни опити, но никой не успя да свърже енергията на екситона със силиция. Екипът на MIT постигна успех чрез добавянето на междинен слой от хафниев оксинитрид с дебелина само няколко атома.

Обединяването на тези три елемента във вид на три слоя удвоява количеството енергия, произвеждана от слънчевата светлина в синьозелената част на спектъра. Това означава увеличение на теоретическия максимум на ефективността на силициевите слънчеви панели от 29,1 на 35%.