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

Городские острова тепла вдвое снизили смертность людей из-за холода Городские острова тепла вдвое снизили смертность людей из-за холода

Городской остров тепла снижает смертность населения от холода на 51,5 процента

N+1
Почему две финансово-технологические экосистемы лучше, чем одна Почему две финансово-технологические экосистемы лучше, чем одна

Хорошими новостями инвесторов российский рынок давно не балует

СНОБ
Астрономы выдвинули «безумную идею» о Плутоне — ничего подобного в Солнечной системе найдено не было Астрономы выдвинули «безумную идею» о Плутоне — ничего подобного в Солнечной системе найдено не было

Что скрывается в туманной дымке карликовой планеты Плутон?

Inc.
5 простых правил питания, которые помогают быстро похудеть 5 простых правил питания, которые помогают быстро похудеть

Не нужно морить себя голодом, чтобы похудеть

Playboy
«Эффект кислого винограда»: как неудачи и страх провала мешают нам исполнять мечты «Эффект кислого винограда»: как неудачи и страх провала мешают нам исполнять мечты

Почему мы бессознательно обесцениваем то, что раньше вдохновляло?

Forbes
«Беспилотник не может проехать и километра, несмотря на $2,5 млрд инвестиций»: проблемы беспилотного подразделения Uber «Беспилотник не может проехать и километра, несмотря на $2,5 млрд инвестиций»: проблемы беспилотного подразделения Uber

У Uber ATG кончаются деньги, а внутри команды разгораются конфликты

VC.RU
Пять лайфаков, которые облегчат работу с Windows Пять лайфаков, которые облегчат работу с Windows

Мы собрали хитрости, которые помогут сделать работу с Windows более комфортной

Популярная механика
Тест на самокопание: Рисунок несуществующего животного Тест на самокопание: Рисунок несуществующего животного

Чтобы пройти этот тест и узнать все о себе, достаточно начать рисовать

Maxim
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
Рынок или ателье: как образуются огромные черные дыры Рынок или ателье: как образуются огромные черные дыры

Слияние черных дыр с сильно отличающейся массой идет по особому сценарию

Популярная механика
Без обгоревшего носа: 5 процедур, которые сделают тебя богиней пляжа Без обгоревшего носа: 5 процедур, которые сделают тебя богиней пляжа

Сделай перед отпуском несколько процедур – и оставайся королевой 2 недели!

Cosmopolitan
Глотаемую капсулу с электростимулятором испытали в свином желудке Глотаемую капсулу с электростимулятором испытали в свином желудке

Глотаемая капсула внедряет электроды и помогает мыщцам желудка сокращаться

N+1
8 крутых машин, которые изменили мир 8 крутых машин, которые изменили мир

Восемь лучших машин из лучших, которые помогли изменить мир таким

Популярная механика
Как совместить приятное с полезным: ароматерапия для души и тела Как совместить приятное с полезным: ароматерапия для души и тела

С чем едят, то есть нюхают, ароматерапию?

Cosmopolitan
В защиту эгоизма В защиту эгоизма

Почему не стоит жертвовать собой ради других

kiozk originals
НЕ НОЙ НЕ НОЙ

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

kiozk originals
Это моя добыча Это моя добыча

Сторонники «львиной диеты» уверены, что можно питаться одним лишь мясом

Tatler
Опять двойка Опять двойка

Как «заставить» ребенка учиться, объясняет психолог Марина Мелия

Tatler
Сколько могла стоить эвакуация Навального и других известных пациентов из России Сколько могла стоить эвакуация Навального и других известных пациентов из России

Кто организует медицинские рейсы для известных пациентов из России?

Forbes
Не только море Не только море

Бархатный сезон — лучшее время, чтобы взглянуть на Крым с другого ракурса

Лиза
10 самых смертоносных растений мира 10 самых смертоносных растений мира

Растения, от которых не ждешь подвоха

Популярная механика
6 стихийных бедствий, случившихся по причине человеческого идиотизма 6 стихийных бедствий, случившихся по причине человеческого идиотизма

Многие крупные неприятности случились из-за совсем небольших глупостей

Maxim
Лепит, творит, ворует Лепит, творит, ворует

Амбиции этого человека вышли за все существующие рамки

GQ
Боровиха и журавлиха Боровиха и журавлиха

Брусника — один из растительных символов осени

Наука и жизнь
9 научных фактов о пользе и вреде какао 9 научных фактов о пользе и вреде какао

За что какао ценят диетологи и как правильно его пить

РБК
Не болеть: 20 продуктов для повышения иммунитета Не болеть: 20 продуктов для повышения иммунитета

Как помочь иммунной системе бороться с болезнями?

Cosmopolitan
Дыба и кнут царевича Алексея Дыба и кнут царевича Алексея

Четыре месяца царь Пётр вел следствие, выбивая из сына показания пытками

Дилетант
Подчинение авторитету Подчинение авторитету

Научный взгляд на власть и мораль

kiozk originals
10 самых безумных грузов, перевезенных по воздуху 10 самых безумных грузов, перевезенных по воздуху

Авиаперевозки, не поддающиеся никакой классификации.

Популярная механика
Mercedes-Benz представила прототип водородного грузовика Mercedes-Benz представила прототип водородного грузовика

Концерн Daimler представил тягач, работающий на водородных топливных элементах

N+1
Открыть в приложении