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

Хронический стресс ухудшил слух мышей Хронический стресс ухудшил слух мышей

У мышей под действием хронического стресса ухудшился слух

N+1
Моторизированный рюкзак облегчил ходьбу с грузом Моторизированный рюкзак облегчил ходьбу с грузом

Ходить с таким рюкзаком на 11 процентов легче, чем с обычным

N+1
Бессонница приводит к эпилепсии? Ученые выяснили, как работа по ночам влияет на мозг Бессонница приводит к эпилепсии? Ученые выяснили, как работа по ночам влияет на мозг

Как «ночная жизнь» влияет на области мозга, ответственные за эпилепсию

ТехИнсайдер
10 самых странных брачных ритуалов у животных 10 самых странных брачных ритуалов у животных

Брачные ритуалы животных бывают крайне странными для нашего восприятия

Популярная механика
Игры, в которые играют люди Игры, в которые играют люди

Психология человеческих взаимоотношений

kiozk originals
Что значит быть плейбоем-2020 Что значит быть плейбоем-2020

Каким должен быть настоящий мужчина? Интервью с наследником бьюти-империи

Playboy
Ученые впервые клонировали лошадь Пржевальского Ученые впервые клонировали лошадь Пржевальского

В качестве генетического материала использовались замороженные клетки

N+1
«Отдых для слабаков»: почему нам трудно остановиться и расслабиться «Отдых для слабаков»: почему нам трудно остановиться и расслабиться

Зачем мы загружаем себя работой и почему заветный отдых так и не наступает?

Psychologies
Почему нам нравится смотреть на выдуманные апокалипсисы, когда миру угрожает реальный Почему нам нравится смотреть на выдуманные апокалипсисы, когда миру угрожает реальный

Отрывок из книги Дэвида Уоллеса-Уэллса «Необитаемая Земля»

Forbes
НЕ НОЙ НЕ НОЙ

Только тот, кто перестал сетовать на судьбу, может стать богатым

kiozk originals
5 реальных мегамашин, которые выглядят так, будто их создали дети 5 реальных мегамашин, которые выглядят так, будто их создали дети

Крутые и серьезные мегамашины с дизайном, который легко придумали бы дети

Популярная механика
Марта Кетро о том, как справляться с чужими страхами, которые тебе навязывают Марта Кетро о том, как справляться с чужими страхами, которые тебе навязывают

Что делать, если тебя запугивают окружающие?

Cosmopolitan
Что ждет Лионеля Месси в «Барселоне» в ближайший год? Что ждет Лионеля Месси в «Барселоне» в ближайший год?

Какие последствия могут быть у ссоры Лионеля Месси с президентом

GQ
Нечеловеческий секс Нечеловеческий секс

Почему мы все еще занимаемся сексом по старинке – с живыми людьми?

Популярная механика
Когда гений и злодейство cовместимы Когда гений и злодейство cовместимы

Унести из телевизионной студии чемодан с деньгами? Не так-то просто

Playboy
Toyota RAV4: за что не надо переплачивать Toyota RAV4: за что не надо переплачивать

2 литра как золотой стандарт

Maxim
Ты моя рыба Ты моя рыба

Как добавки с коллагеном помогают сохранить здоровье и красоту

Vogue
«Всем успеха, а нам — победы!» «Всем успеха, а нам — победы!»

Регина Тодоренко и Роман Костомаров — о своем участии в шоу «Ледниковый период»

OK!
«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
Судьбы главных красавиц: что стало с победительницами конкурса Судьбы главных красавиц: что стало с победительницами конкурса

Корона "Мисс России" не гарантирует счастья и успеха

Cosmopolitan
Не смертельно, но неприятно: как убрать зуд при ожоге крапивой Не смертельно, но неприятно: как убрать зуд при ожоге крапивой

Как снять зуд и жжение и на что обратить особое внимание при ожоге крапивой

Cosmopolitan
История вещей История вещей

Юлия Черкун о своём доме и о том, как быть счастливым

SALON-Interior
«Мама, познакомься…»: неподходящие избранники наших детей «Мама, познакомься…»: неподходящие избранники наших детей

Что делать, если ваш знакомит вас с тем, кто ей или ему совершенно не подходит?

Psychologies
Самые полезные команды в Майнкрафте: руководство по использованию Самые полезные команды в Майнкрафте: руководство по использованию

Команды, которые являются самыми топовыми и самыми легкими в мире "Майнкрафта"

CHIP
О какой стране чаще всего писали в «Нью-Йорк таймс» за последние сто лет (любопытная инфографика) О какой стране чаще всего писали в «Нью-Йорк таймс» за последние сто лет (любопытная инфографика)

Чем был занят ум сферического американца в вакууме с начала XX века по наши дни?

Maxim
Игра в молчанку Игра в молчанку

Что такое синдром FOSO и как с ним жить

GQ
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
Оставайся тверже камня! Что делать, если он потерял эрекцию Оставайся тверже камня! Что делать, если он потерял эрекцию

Что делать, если у него «грустный слоник» и как спасти положение

Cosmopolitan
Почему наш мир удобен только для мужчин? Приводим доказательства из новой книги (на примере уборки снега) Почему наш мир удобен только для мужчин? Приводим доказательства из новой книги (на примере уборки снега)

Внушительный объем примеров неравенства в самых разных областях

Esquire
Банки выдают карты подросткам. К чему готовиться родителям? Банки выдают карты подросткам. К чему готовиться родителям?

Количество банковских карт для подростков будет только расти

Forbes
Открыть в приложении