Химики нашли способ сделать солнечные батареи эффективнее и стабильнее

N+1Наука

Фтор улучшил транспортный слой перовскитных солнечных батарей

Наталия Самойлова

Химики из Южной Кореи модифицировали популярный материал для транспортного слоя в перовскитных солнечных батареях. Оказалось, что замена водорода в ароматических фрагментах на фтор помогают улучшить транспорт дырок и сделать слой более гидрофобным, в результате чего солнечный элемент становится одновременно эффективнее и стабильнее. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Солнечные элементы на основе смешанных галогенидов свинца со структурой перовскита — самая динамично развивающаяся область фотовольтаики. Первые элементы, полученные в 2009 году, демонстрировали эффективность всего в 3,9 процента, но за десять лет эффективность поднялась до 25 процентов. Ученые считают, что это не предел, и возможно получить перовскитные солнечные элементы с эффективностью до 30 процентов. Сейчас основные усилия ученых сосредоточены на повышении стабильности перовскитных материалов и устройств — пока их время жизни недостаточно для коммерциализации.

Чтобы повысить эффективность и стабильность, ученые ищут оптимальный состав всех частей солнечного элемента, причем не только самого перовскита, но и так называемых транспортных слоев. Эти слои располагаются сверху и снизу от активного перовскитного слоя и обеспечивают разделение носителей заряда: энергетические электронные уровни подобраны так, что один слой пропускает только электроны, а другой — только дырки (квазичастицы носителей положительного заряда в полупроводниках). Для электрон-транспортного слоя используют несколько различных вариантов: диоксид титана обладает большей стабильностью, а различные производные фуллерена можно наносить в более мягких условиях. В то же время в качестве дырочно-транспортного слоя в большинстве работ используется одно и то же соединение — Spiro-OmeTAD. Этот вариант транспортного слоя был впервые предложен еще в 1998 году, причем не для перовскитных солнечных элементов, а для так называемых ячеек Гретцеля — солнечных батарей, сенсибилизированных красителем. Для перовскитов это соединение нельзя назвать идеально подходящим как с точки зрения транспортных характеристик, так и с точки зрения стабильности. Однако все попытки найти Spiro-OmeTAD замену оказывались неудачными:

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Каннибалы 5600 лет назад съели в Атапуэрке 11 человек Каннибалы 5600 лет назад съели в Атапуэрке 11 человек

Ученые проанализировали многочисленные человеческие кости из пещеры Эль-Мирадор

N+1
История унисекса: какие предметы одежды женщины «отняли» у мужчин и сделали своими История унисекса: какие предметы одежды женщины «отняли» у мужчин и сделали своими

Женский гардероб регулярно заимствовал предметы и элементы из мужского

Forbes
У берегов Сингапура нашли 3,5 тонны средневековой китайской посуды У берегов Сингапура нашли 3,5 тонны средневековой китайской посуды

С давних времен остров Сингапур выступал важным перевалочным пунктом для моряков

N+1
Самое большое в мире хранилище семян на случай апокалипсиса Самое большое в мире хранилище семян на случай апокалипсиса

В семенохранилище на Шпицбергене хранятся более 900 000 семян

Maxim
Нехимические зависимости: что это такое, как их распознать и победить Нехимические зависимости: что это такое, как их распознать и победить

Вы просыпаетесь и сразу тянетесь к телефону?

Maxim
22 эффективных способа ухода за жирными волосами 22 эффективных способа ухода за жирными волосами

Бюджетные решения и лайфхаки для обладательниц для жирных волос

9 месяцев
Секс после 50: возвращаемся к своим желаниям Секс после 50: возвращаемся к своим желаниям

Почему в зрелом возрасте люди испытывают страсть реже и что с этим делать

Psychologies
Новый Шелковый Путь Новый Шелковый Путь

Настоящее и будущее этого мира

kiozk originals
Не делай так: 9 невероятно пошлых жизненных ситуаций Не делай так: 9 невероятно пошлых жизненных ситуаций

Жизненная пошлость – вовсе не обязательно глобальная пошлость

Cosmopolitan
Топлес: самые интересные научные факты о женской груди Топлес: самые интересные научные факты о женской груди

Она сводит с ума, кормит и даже спасает жизнь

Популярная механика
Один с палью не воин. Любители уличного стиля против продавцов контрафакта Один с палью не воин. Любители уличного стиля против продавцов контрафакта

Почему с покупкой кроссовок и футболок все так непросто

Esquire
Ниже солнца, выше воды Ниже солнца, выше воды

Беспилотное судно с почти неограниченным запасом хода

Популярная механика
Краски лета Краски лета

Яркий интерьер для путешественников

SALON-Interior
Мнимая угроза санкций: чего «Газпрому» нужно бояться на самом деле Мнимая угроза санкций: чего «Газпрому» нужно бояться на самом деле

Что угрожает Nord Stream 2 и «Газпрому»

Forbes
Вызов принят Вызов принят

Вспоминаем главные бьюти-челленджи последних лет

Glamour
Мудрецы всегда правы? Почему РАН лишают монополии на научную экспертизу Мудрецы всегда правы? Почему РАН лишают монополии на научную экспертизу

О том, почему перемены в системе экспертизы неизбежны

Forbes
Два капитала Два капитала

Секреты общего бюджета

Cosmopolitan
«21 урок для XXI века» «21 урок для XXI века»

Как человеку и человечеству выжить в современном мире тревоги?

kiozk originals
CRISPR-редактирование превратило самцов в стерильных реципиентов чужой спермы CRISPR-редактирование превратило самцов в стерильных реципиентов чужой спермы

Ученые опробовали генетический метод стерилизации на свиньях, козлах и быках

N+1
Как в 90-х креативно боролись с игровыми пиратами Как в 90-х креативно боролись с игровыми пиратами

Как разработчики защищали свои игры от пиратов до появления DRM-систем

Популярная механика
Слезаем с иглы всеобщего одобрения: 8 советов, как не зависеть от чужого мнения Слезаем с иглы всеобщего одобрения: 8 советов, как не зависеть от чужого мнения

Сейчас быстренько научимся мыслить критически и самостоятельно

Playboy
Восемь правил эффективности Восемь правил эффективности

Умнее, быстрее, лучше: секреты продуктивности в жизни и бизнесе

kiozk originals
«Человек, у которого есть власть, рано или поздно может ее применить». Как работают с авторами домашнего насилия «Человек, у которого есть власть, рано или поздно может ее применить». Как работают с авторами домашнего насилия

Специалист по работе с агрессией о природе домашнего насилия

Forbes
Помыть посуду и сохранить брак: советы для мужчин Помыть посуду и сохранить брак: советы для мужчин

Что могут сделать мужчины, чтобы сохранить брак в XXI веке?

Psychologies
Человек, который нравится всем. Как Билл Мюррей стал иконой дружелюбия в Интернете Человек, который нравится всем. Как Билл Мюррей стал иконой дружелюбия в Интернете

Чем известен Билл Мюррей, кроме своих ролей?

Maxim
Работа из дома может разрушить ваши зубы. Дантистка объяснила, как этого избежать Работа из дома может разрушить ваши зубы. Дантистка объяснила, как этого избежать

Сильный стресс может стать причиной бруксизма — ночого скрежета зубами

Inc.
Гибель дочери, смерть жены, стрельба в сына: трагедии актера Владимира Конкина Гибель дочери, смерть жены, стрельба в сына: трагедии актера Владимира Конкина

Тяжелая история судьбы актера Владимира Конкина

Cosmopolitan
Можно ли оружием из видеоигр убивать настоящих людей? Можно ли оружием из видеоигр убивать настоящих людей?

9 прототипов самого смертоносного оружия из классических игр

Maxim
«Дайте до детства плацкартный билет»: как нас захватила ностальгия «Дайте до детства плацкартный билет»: как нас захватила ностальгия

Почему и Цой жив, и хиты Лолиты и «Отпетых мошенников» на новый лад, но поют?

РБК
Воды под Берлином Воды под Берлином

«Ундина» — интеллектуальное фэнтези о любви

Weekend
Открыть в приложении