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

Это конец Это конец

Какие концы света грядут и каких из них не миновать

N+1
Алкогений: Михаил Ефремов Алкогений: Михаил Ефремов

«Сам себя он любит называть паяцем и клоуном». История Михаила Ефремова

Maxim
В Польше найдено странное захоронение: у ребенка во рту – череп птицы В Польше найдено странное захоронение: у ребенка во рту – череп птицы

Это одно из самых необычных в мире захоронений

National Geographic
Почему на меня не обращают внимания девушки? 7 возможных причин Почему на меня не обращают внимания девушки? 7 возможных причин

Как изменить себя и привлечь внимание девушек?

Playboy
Психология стресса Психология стресса

Нашумевшее руководство по борьбе со стрессом и связанными с ним болезнями

kiozk originals
Mia Famiglia Mia Famiglia

Белорусская топ-модель Ольга Шерер вспоминает детство

Elle
История одной песни: «Арабески» — «Midnight Dancer», 1980 История одной песни: «Арабески» — «Midnight Dancer», 1980

Расскажем про песню «Midnight Dancer» и про «Штаны Монтана»

Maxim

Самый добрый и умиротворяющий сериал года: «Тед Лассо»

Esquire
Эшли Грэм Эшли Грэм

Эшли Грэм поделилась впечатлениями от родов

Elle
Какую программу может предложить лидер оппозиции после выздоровления Какую программу может предложить лидер оппозиции после выздоровления

Алексей Навальный окончательно стал политической фигурой, эквивалентной Путину

СНОБ
Думай и богатей Думай и богатей

Золотые правила успеха

kiozk originals
В Италии нашли зуб одного из последних европейских неандертальцев В Италии нашли зуб одного из последних европейских неандертальцев

Исследователи определили, что зуб принадлежал ребенку в возрасте около 12 лет

National Geographic
Зачем мы спим Зачем мы спим

Новая наука о сне и сновидениях

kiozk originals
Эффективна ли тренировка мозга с помощью мобильных приложений? Эффективна ли тренировка мозга с помощью мобильных приложений?

Reminder отвечает на вопросы читателей

Reminder
У спорта на рогах: 4 истории создания экстремальных фотографий У спорта на рогах: 4 истории создания экстремальных фотографий

Люди с камерой подчас рискуют ничуть не меньше, чем их модели. Как им удается

Maxim
Американская диета Американская диета

Нью-йоркская диета поможет быстро похудеть до 6 кг за две недели

Лиза
Приказано вышить Приказано вышить

Кто в ответе за вышивку на кутюрных платьях модных домов России

Vogue
9 малоизвестных фактов о средневековых замках 9 малоизвестных фактов о средневековых замках

9 фактов, которые избавят вас от иллюзий на счет жизни в средневековых замках

Популярная механика
Двери сознания Двери сознания

Где прячется человеческое «я»

Вокруг света
Нефтяные мухи – насекомые, личинки которых живут в сырой нефти Нефтяные мухи – насекомые, личинки которых живут в сырой нефти

Для них это приемлемо

National Geographic
«Крахмальный голод», китовое побоище, гибель рабочих под завалами: какие катастрофы вызвала беспощадная мода «Крахмальный голод», китовое побоище, гибель рабочих под завалами: какие катастрофы вызвала беспощадная мода

Самые обширные кризисы, вызванные индустрией моды

Forbes
10 самых смертоносных растений мира 10 самых смертоносных растений мира

Растения, от которых не ждешь подвоха

Популярная механика
Принципы Принципы

Жизнь и работа

kiozk originals
Экранное время Экранное время

Десять образовательных онлайн-курсов

Vogue
Сору не место в избе: почему надо говорить о домашнем насилии Сору не место в избе: почему надо говорить о домашнем насилии

Почему надо говорить о домашнем насилии, если ты с ним столкнулась

Cosmopolitan

Рассуждаем о максимализме в моде и вспоминаем самых отчаянных фэшиониста

Cosmopolitan
Два капитала Два капитала

Секреты общего бюджета

Cosmopolitan
На пиковых перекрёстках Гороховой улицы На пиковых перекрёстках Гороховой улицы

Магическое притяжение Гороховой улицы в Санкт-Петербурге

Наука и жизнь
Шаровой смеситель: главное водопроводное изобретение Шаровой смеситель: главное водопроводное изобретение

Алекс Манукян подарил миру водопроводный кран, который открывается одной рукой

Популярная механика
10 зданий, построенных в рекордные сроки 10 зданий, построенных в рекордные сроки

Сегодня даже самые большие и помпезные здания строятся буквально в мгновение ока

Популярная механика
Открыть в приложении