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

«Кухня Древнего мира» «Кухня Древнего мира»

О сырах, которые в Древнем Риме считались скромной пищей

N+1
«И удача, и поражение не вечны. Футбол хорошо этому учит». Как футболистка из Новой Зеландии стала вице-президентом adidas «И удача, и поражение не вечны. Футбол хорошо этому учит». Как футболистка из Новой Зеландии стала вице-президентом adidas

Сколько получают футболистки и почему бренды готовы вкладывать в женский футбол

Forbes
Биомаркеры болезней сердца предсказали риск возникновения рака Биомаркеры болезней сердца предсказали риск возникновения рака

Какие биомаркеры сердечно-сосудистых заболеваний могут ускорять развитие рака

N+1
6 вопросов, которые надо задать себе перед пластической операцией 6 вопросов, которые надо задать себе перед пластической операцией

Как определить, действительно ли необходимо делать пластику или нет?

Psychologies
Все, везде и сразу: почему после отпуска мы чувствуем себя еще более уставшими и что с этим делать Все, везде и сразу: почему после отпуска мы чувствуем себя еще более уставшими и что с этим делать

Как проявляется постотпускная усталость и что помогает вернуться в форму

Правила жизни
Игры, в которые играют люди Игры, в которые играют люди

Психология человеческих взаимоотношений

kiozk originals
Осенью и так тяжело, а в 2020 году — особенно. Снижаем уровень стресса — смотрим на собак модных дизайнеров Осенью и так тяжело, а в 2020 году — особенно. Снижаем уровень стресса — смотрим на собак модных дизайнеров

Для снижения уровня стресса мы предлагаем смотреть на звездных питомцев

Esquire
Есть ли чувства в сексе без обязательств Есть ли чувства в сексе без обязательств

Есть ли место чувствам в сексе без обязательств

СНОБ
Сера: из отходов в материал будущего Сера: из отходов в материал будущего

В мире ежегодно производится почти 80 миллионов тонн серы

Наука и жизнь
Гормоны счастья Гормоны счастья

Как приучить мозг вырабатывать серотонин, дофамин, эндорфин и окситоцин

kiozk originals
Что делать, если бензин в баке закончился? Пошаговый гид Что делать, если бензин в баке закончился? Пошаговый гид

Рассказываем, как не встать посреди дороги с пустым баком

Maxim
Зря разделась! 9 забавных ситуаций, в которые попадали актеры на съемках Зря разделась! 9 забавных ситуаций, в которые попадали актеры на съемках

Актеры нередко попадают в забавные ситуации или подшучивают друг над другом

Cosmopolitan
Сооснователь сервиса «Самокат» — о «темных магазинах» и семейном бюджете Сооснователь сервиса «Самокат» — о «темных магазинах» и семейном бюджете

Вячеслав Бочаров об особенностях сервиса «Самокат» и его отличиях от конкурентов

РБК
Обожает бургеры и ненавидит себя без бороды: неожиданные факты о Джейми Дорнане Обожает бургеры и ненавидит себя без бороды: неожиданные факты о Джейми Дорнане

Джейми Дорнан — успешная модель в прошлом и популярный актер в будущем

Cosmopolitan
Основательница компании «Cозвездие PI» — о лидерстве на бьюти-рынке Основательница компании «Cозвездие PI» — о лидерстве на бьюти-рынке

Как за пять лет сделать из стартапа успешный бьюти-бизнес

РБК
Целуй кольцо Целуй кольцо

Виктория Шелягова прислала «Татлеру» собственную версию Золотого кольца

Tatler
Двери сознания Двери сознания

Где прячется человеческое «я»

Вокруг света
Сильнейшие Сильнейшие

Бизнес по правилам Netflix

kiozk originals
Что такое синдром выученной беспомощности и почему им обычно страдают мужчины Что такое синдром выученной беспомощности и почему им обычно страдают мужчины

Как синдром выученной беспомощности мешает жить и как от него избавиться

Maxim
Василий Алексеев: Что произошло с рынком франчайзинга после пандемии Василий Алексеев: Что произошло с рынком франчайзинга после пандемии

Рынок франчайзинга: за счет чего удалось добиться кратного роста числа партнеров

СНОБ
Выбирайте выражения: хотел ли Дмитрий Медведев раздать деньги всем поровну Выбирайте выражения: хотел ли Дмитрий Медведев раздать деньги всем поровну

Возможно ли введение в России безусловного базового дохода?

Forbes
Все хреново Все хреново

Книга о надежде

kiozk originals
В защиту эгоизма В защиту эгоизма

Почему не стоит жертвовать собой ради других

kiozk originals
10 шокирующих суперспособностей у людей 10 шокирующих суперспособностей у людей

Некоторым из нас дарованы удивительные свойства

Популярная механика
Все о наращивании ресниц: 6 технологий — выбери свою Все о наращивании ресниц: 6 технологий — выбери свою

Все плюсы и минусы различных техник наращивания ресниц

Cosmopolitan
«Есенин нового времени»: как 22-летний пианист из Самары покорил зумеров, подружился с Моргенштерном и объявил войну Sony «Есенин нового времени»: как 22-летний пианист из Самары покорил зумеров, подружился с Моргенштерном и объявил войну Sony

Новый кумир зумеров — Эдуард Шарлот

Forbes
6 идеальных осенних фильмов от Алисы Таёжной 6 идеальных осенних фильмов от Алисы Таёжной

Какие фильмы обязательно стоит посмотреть уютной осенью

Cosmopolitan
Яжемать: боль, гнев и любовь Яжемать: боль, гнев и любовь

Что за женщина скрывается за громким названием "яжемать"

Psychologies
Борода лопатой и галстук-бабочка: 7 деталей мужского стиля, которые всех достали Борода лопатой и галстук-бабочка: 7 деталей мужского стиля, которые всех достали

Хватит поставлять нам одинаковых бородатых мужчин в белых кедах. Пожалуйста!

Cosmopolitan
Сознание — сила Сознание — сила

Как справиться с выгоранием и эффективно работать в команде. Мнение экспертов

Vogue
Открыть в приложении