QAZAQ GREEN.  Кюсю университетінің зерттеушілері Иоганн Гутенберг атындағы Майнц университетімен бірлесе отырып, күн батареяларына физикалық мүмкін деп есептелгеннен көбірек энергия алуға мүмкіндік беретін технологияны әзірледі. Жаңа жүйенің кванттық өнімділігі 130% құрады, стандартты тосқауылдан 100% асып түсті.

Күн батареялары ұзақ уақыт бойы Шокли-Квайссер деп аталатын шекке – күн сәулесінің конверсиясының тиімділігін шамамен үштен біріне шектейтін физикалық төбеге келіп тіреледі. Проблеманың мәні – төмен энергиялы инфрақызыл фотондар электрондарды қоздыра алмайды, ал жоғары энергиялы фотондар жылу түрінде артық мөлшерін жоғалтады.

Ғалымдар сингл-фиссия құбылысына бәс қойды: бір жоғары энергиялы фотон энергиясы аз екі экситонға бөлінеді, бұл теориялық тұрғыдан энергия шығымын екі есеге арттырады. Негізгі қиындық – бұл экситондарды паразиттік процесс – Ферстер энергиясының резонанстық тасымалы арқылы энергия таралмай тұрып «ұстау».

Шешім молибден металл кешені – «спин-флип» деп аталатын эмитент болды. Онда электрон жақын инфрақызыл сәулені жұтқанда немесе шығарғанда спинді айналдырады, бұл сингл-фиссия кезінде пайда болатын экситондарды таңдамалы түрде түсіруге мүмкіндік береді. Энергетикалық деңгейлерді мұқият таңдап, зерттеушілер паразиттік процесті басып, 130% кванттық өнімділікке қол жеткізді.

Еңбек тұжырымдаманы дәлелдеу сатысында болғанда, эксперименттер ерітіндіде жүргізілді. Келесі қадам – технологияны қатты күйге келтіру және оны нақты күн батареяларына біріктіру. Фотовольтаикадан басқа, әзірлеме жарық диодтары мен кванттық технологияларда қолданыла алады.

Зерттеу нәтижелері Journal of the American Chemical Society журналында жарияланған.