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

Астрономы отыскали две популяции темных комет в Солнечной cистеме Астрономы отыскали две популяции темных комет в Солнечной cистеме

Астрономы обнаружили семь новых объектов класса темных комет

N+1
Почему в XIX веке фермеры заказывали парадные портреты своих толстых коров, свиней и овец Почему в XIX веке фермеры заказывали парадные портреты своих толстых коров, свиней и овец

Толстый скот хорош во все времена. Портреты с ним — удовольствие не из дешевых

Maxim
«Джеймс Уэбб» рассмотрел звездные скопления в далеком аналоге зародыша Млечного Пути «Джеймс Уэбб» рассмотрел звездные скопления в далеком аналоге зародыша Млечного Пути

Телескоп рассмотрел звездные скопления в галактике-аналоге Млечного Пути

N+1
Каким получился сериал Романа Волобуева «Просто представь, что мы знаем» Каким получился сериал Романа Волобуева «Просто представь, что мы знаем»

Кинокритик о сериале Романа Волобуева «Просто представь, что мы знаем»

РБК
«Отчаянные траты»: почему зумеры предаются бездумному шопингу и при чем тут мировые проблемы «Отчаянные траты»: почему зумеры предаются бездумному шопингу и при чем тут мировые проблемы

Почему «отчаянные траты» помогают зумерам справляться со стрессом

Psychologies
Правила жизни Пола Ньюмана Правила жизни Пола Ньюмана

Правила жизни актера, режиссера и филантропа Пола Ньюмана

Esquire
Джон Леннон Джон Леннон

Правила жизни музыканта Джона Леннона

Esquire
Физики нашли следы темного бозона в спектрах изотопов иттербия Физики нашли следы темного бозона в спектрах изотопов иттербия

Ученые нашли отклонение от Стандартной модели в крайне точном измерении

N+1
Вам понравится «Мулан», если вы прекратите сравнивать фильм с мультиком Вам понравится «Мулан», если вы прекратите сравнивать фильм с мультиком

Это совершенно новая сказка, и она не про феминизм, а про поиск себя

GQ
Анатомия преступления Анатомия преступления

Что могут рассказать насекомые, отпечатки пальцев и ДНК

kiozk originals
Военный комплекс стоимостью 6 миллиардов долларов, который проработал ровно один день Военный комплекс стоимостью 6 миллиардов долларов, который проработал ровно один день

Теперь заброшенные здания базы принадлежат религиозному культу

Maxim
Правила жизни Тома Харди Правила жизни Тома Харди

Правила жизни английского актера Тома Харди

Esquire
7 фильмов о Франции 7 фильмов о Франции

Узнайте больше о молодых революционерах, прованских шато и французских классиках

GQ
Звездные любовницы, разрушившие жизни своих избранников: Монро, Превин и другие Звездные любовницы, разрушившие жизни своих избранников: Монро, Превин и другие

Любовницы могут ужасно влиять на жизнь своих избранников

Cosmopolitan
Комик и актер Адам Коновер: о том, почему удовольствие — хреновая штука Комик и актер Адам Коновер: о том, почему удовольствие — хреновая штука

Как сделать так, чтобы жизнь стоила того, чтобы жить?

Playboy
«Гнездо» – настоящий фильм ужасов о том, как амбиции и ложь разрушают семью «Гнездо» – настоящий фильм ужасов о том, как амбиции и ложь разрушают семью

Чтобы заставить зрителя испугаться и переосмыслить ценности, не нужны привидения

GQ
«Бери и делай»: мы можем менять наше будущее «Бери и делай»: мы можем менять наше будущее

Менять мир проще, чем кажется

Psychologies
Спаривание под пение других самцов отвадило самок сверчков от поиска нового партнера Спаривание под пение других самцов отвадило самок сверчков от поиска нового партнера

Чем больше самцов, тем менее активно самки сверчков ищут новых партнеров

N+1
Взрослые в доме Взрослые в доме

Неравная борьба с европейским «глубинным государством»

kiozk originals
Лигнин защитил древесину от статического электричества Лигнин защитил древесину от статического электричества

Древесина не электризуется благодаря лигнину

N+1
«Я просто очень быстрый человек» «Я просто очень быстрый человек»

Юлия Снигирь не любит откладывать на завтра то, что можно сделать прямо сейчас

OK!
Фрейд, которого мы не знали Фрейд, которого мы не знали

Каким был Зигмунд Фрейд в кругу семьи и близких друзей

Psychologies
Невероятный ВВА-14: вертикально взлетающая амфибия из СССР Невероятный ВВА-14: вертикально взлетающая амфибия из СССР

Экзотический гидросамолет талантливого конструктора

Популярная механика
Школа будущего: частная, бесплатная, инклюзивная Школа будущего: частная, бесплатная, инклюзивная

В Иркутске построена уникальная школа «Точка будущего»

Эксперт
Астрономы впервые напрямую зарегистрировали рождение черной дыры промежуточной массы Астрономы впервые напрямую зарегистрировали рождение черной дыры промежуточной массы

Самая тяжелая черная дыра

N+1
Названы памятники, которые уничтожит изменение климата Названы памятники, которые уничтожит изменение климата

Изменение климата коснется наших потомков и сотрет следы наших предков

Популярная механика
7 странных явлений, которые происходят из-за Луны на Земле 7 странных явлений, которые происходят из-за Луны на Земле

Этот спутник не щадит ни львов, ни людей, ни лемуров!

Maxim
Короткие пальцы и вены: 10 звезд с неидеальной формой рук Короткие пальцы и вены: 10 звезд с неидеальной формой рук

Звезды-герои нашего материала ничуть не комплексуют по поводу формы рук

Cosmopolitan
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 выбрать наручные часы: пошаговое руководство для мужчин Как выбрать наручные часы: пошаговое руководство для мужчин

На какие нюансы стоит обратить внимание при покупке мужских наручных часов

Playboy
Открыть в приложении