Тепло, которое стало светом: кремниевый путь к энергии экспресс

Оригинал: "Mid-Infrared Thermal Radiation Harvesting using Uncooled Narrow Bandgap GeSn Thermophotovoltaic cell"
arXiv:2602.21392 · 2026-02-24 · CC BY 4.0 · 1 мин
Новый материал из германия и олова превращает тепло в электричество прямо на кремниевых чипах.

Раскалённая печь в цеху или горячий выхлоп турбины — это не просто жар, а свет, который человеческий глаз не видит. Обычные солнечные батареи ловят видимый свет, а здесь нужен приёмник для невидимого теплового излучения. Группа исследователей впервые собрала такой приёмник из сплава германия с оловом — материала, который можно выращивать прямо на кремниевых пластинах, как обычные компьютерные чипы.

Кремний — основа почти всей современной электроники. Если делать на нём и тепловые батареи, их производство станет заметно дешевле.

Испытали образец размером с булавочную головку: направили на него луч лазера с длиной волны 2,33 микрона и свет от нагретой до 1500 кельвинов керамической пластины. Прибор выдал ток, хотя и скромный — мощность составила около 0,41 милливатта с квадратного сантиметра. Это в сотни раз меньше, чем у дорогих аналогов из арсенида индия, но важно другое: материал работает.

Расчёты показали, что главная беда — дефекты в кристалле, из-за которых носители заряда гибнут по пути. Если их убрать, мощность вырастет до 1 ватта с квадратного сантиметра — в тысячи раз. Тогда такой элемент сможет питать датчики на заводах, в космосе или даже в быту, собирая тепло, которое сегодня просто улетает в трубу.

Сплав германия с оловом можно нанести на кремний так же, как глазурь на печенье, — тонким слоем, и он не потрескается.

Учёные
Ludwig BoltzmannKlaus von KlitzingLev LandauJohn BardeenShuji NakamuraWilliam Borucki
Понятия
инфракрасная камера мири микроволновый фотон перовскитный солнечный элемент кремниевая пластина тепловизор арсенид галлия кремниевый фотоумножитель инфракрасный телескоп солнечный элемент микроэлектронвольт тонкоплёночные топологические изоляторы терагерцовая спектроскопия германиевый детектор термоэлектрическое устройство