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

«Биология в фокусе: Естественные отделения университетов Российской империи (1830–1900)» «Биология в фокусе: Естественные отделения университетов Российской империи (1830–1900)»

Почему в начале XIX века в университетах было мало практических занятий

N+1
9 явлений, которые никогда не увидит глаз, но которые можно сфотографировать 9 явлений, которые никогда не увидит глаз, но которые можно сфотографировать

Собрали в одном месте все то, что не видят наши глупые глаза

Maxim
Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты

Как «матюки» во время физических нагрузок помогают превзойти свои возможности

Maxim
Наш человек Наш человек

Тео Хатчкрафт из Hurts — о любви к осьминогам и к фильмам с Николасом Кейджем

Glamour
Пища для глаз: что такое визуальный голод и как фотографии еды воздействуют на мозг Пища для глаз: что такое визуальный голод и как фотографии еды воздействуют на мозг

Как наш мозг реагирует на виртуальное питание

Forbes
8 актеров, получивших «Оскар» за свою первую роль 8 актеров, получивших «Оскар» за свою первую роль

Вот кого ненавидит Ди Каприо!

Maxim
Леонардо да Винчи. Биография Леонардо да Винчи. Биография

Почему «Джоконда» – шедевр, на который хотят посмотреть вживую миллионы людей

kiozk originals
48 законов власти 48 законов власти

Практическое руководство для тех, кто стремится обрести власть

kiozk originals
Худеем, улучшая метаболизм Худеем, улучшая метаболизм

Пять простых правил для ускорения метаболизма

Здоровье
Как разбогател Павел Фукс, девелопер из расследования об утечке из финразведки США, и почему потерял бизнес Как разбогател Павел Фукс, девелопер из расследования об утечке из финразведки США, и почему потерял бизнес

Как Фукс построил одного из самых заметных игроков на рынке недвижимости

Forbes
Как избавиться от замкнутости: 7 способов разрушить психологические барьеры Как избавиться от замкнутости: 7 способов разрушить психологические барьеры

Сейчас расскажем, как похоронить застенчивость и забыть про стеснительность

Playboy
Неизбежно Неизбежно

12 технологических трендов, которые определяют наше будущее

kiozk originals
В Россию с любовью: каких проблем ждать после переноса споров с иностранцами в российские суды В Россию с любовью: каких проблем ждать после переноса споров с иностранцами в российские суды

Как перенос споров с иностранцами в российские суды может повлиять на бизнес

Forbes
Вечные ценности Вечные ценности

На какие деньги живут города-музеи

Forbes
Войны мерча: какую роль в президентской кампании играют сувениры Войны мерча: какую роль в президентской кампании играют сувениры

На Западе история президентского мерча перешагнула вековой рубеж

GQ
Отрывок из книги Дмитрия Бовыкина «Французская революция» Отрывок из книги Дмитрия Бовыкина «Французская революция»

Отрывок из книги о главном событии XVIII века

СНОБ
«Определитесь, что для вас важнее – качество жизни или булочка» «Определитесь, что для вас важнее – качество жизни или булочка»

Не только похудеть, но и отточить фигуру до совершенства по силам каждому

Худеем правильно
Тутта Ларсен: «Единственный диетолог, который может тебе помочь, – ты сам» Тутта Ларсен: «Единственный диетолог, который может тебе помочь, – ты сам»

Популярная телеведущая, жена и мама делится собственным опытом похудения

Худеем правильно
Наука сторителлинга Наука сторителлинга

Научные основы для сочинения хорошей истории

kiozk originals
Фукусима Фукусима

История ядерной катастрофы

kiozk originals
Стесняюсь спросить: какие виды инъекций существуют в современной косметологии и что нужно знать об уколах красоты Стесняюсь спросить: какие виды инъекций существуют в современной косметологии и что нужно знать об уколах красоты

Ботокс и другие виды инъекций: что нужно о них знать

Esquire
Не наступать на грабли: 7 неверных мотивов для отношений Не наступать на грабли: 7 неверных мотивов для отношений

По каким причинам вы начинаете новые отношения?

Psychologies
На злобу дня На злобу дня

Как перестать плакать по пустякам и научиться справиться с паническими атаками

Vogue
Как платить смартфоном вместо карты? Как платить смартфоном вместо карты?

Как использовать свой смартфон для оплаты в магазинах

CHIP
Голод 1230 года: самый страшный голод на Руси Голод 1230 года: самый страшный голод на Руси

В ночь на 14 сентября от заморозков погиб урожай, это стало началом трагедии

Maxim
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
«Бегунки»: почему дети сбегают из дома «Бегунки»: почему дети сбегают из дома

Что делать, если ребенок мечтает о побеге из дома и готовится к нему?

Psychologies
Dior Dior

Коллекции Марии Грации Кьюри и Кима Джонса для Dior

Weekend
«Отказываться от транспортного налога нельзя». Что будет с ценами на АЗС «Отказываться от транспортного налога нельзя». Что будет с ценами на АЗС

Что сегодня влияет на стоимость топлива и стоит ли ждать роста цен

РБК
Китайский космоплан (или нет) вернулся на Землю через два дня после запуска Китайский космоплан (или нет) вернулся на Землю через два дня после запуска

Китайский многоразовый космический корабль совершил успешную посадку

N+1
Открыть в приложении