Ученые раскрыли 100-летнюю квантовую тайну для увеличения мощности солнечной энергии

Учёные Кембриджского университета обнаружили ранее неизвестный квантовый эффект в органическом полупроводнике P3TTM, который позволяет создавать электричество из света с исключительной эффективностью. Материал демонстрирует поведение Мотта-Хаббарда — явление, ранее наблюдавшееся только в неорганических металлических оксидах, что позволяет ему выполнять полный процесс преобразования света в электричество в рамках одного вещества.

Ключевое открытие заключается в том, что неспаренные электроны в молекулах P3TTM при плотной упаковке выстраиваются попеременно вверх и вниз, создавая условия для эффективного разделения зарядов. При поглощении фотона электрон перескакивает на соседнюю молекулу, создавая положительные и отрицательные заряды, которые можно извлечь как электрический ток. Солнечный элемент на основе этой технологии показал почти 100% эффективность сбора зарядов.

Это открытие может революционизировать солнечную энергетику, позволив создавать более простые, лёгкие и дешёвые солнечные панели из одного материала вместо традиционных двухкомпонентных систем. Технология открывает путь к разработке органических солнечных элементов следующего поколения с улучшенными характеристиками и сниженной стоимостью производства.