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

Оцелоты подружились с опоссумами Оцелоты подружились с опоссумами

На чем держится межвидовая дружба между опоссумами и оцелотами?

N+1
Арт-терапия Арт-терапия

Дмитрий Озерков — главный человек по современному искусству в Петербурге

Tatler
Северный олень добрался до испанской Атапуэрки не меньше 243 тысяч лет назад Северный олень добрался до испанской Атапуэрки не меньше 243 тысяч лет назад

Испанские ученые обнаружили в Атапуэрке зуб северного оленя времен оледенений

N+1
Ученые впервые клонировали лошадь Пржевальского Ученые впервые клонировали лошадь Пржевальского

В качестве генетического материала использовались замороженные клетки

N+1
Зачем закрывать приложения на смартфоне: борьба с цифровыми вампирами Зачем закрывать приложения на смартфоне: борьба с цифровыми вампирами

Вы когда-нибудь замечали, что ваш смартфон внезапно начинает нагреваться?

ТехИнсайдер
«Думаю, как все закончить» — новый фильм культового сценариста Чарли Кауфмана. Даже не пытайтесь его понять «Думаю, как все закончить» — новый фильм культового сценариста Чарли Кауфмана. Даже не пытайтесь его понять

«Быть Джоном Малковичем» — фильм одного из самых сложных современных режиссеров

Esquire
Краткая история злых клоунов Краткая история злых клоунов

Хочешь историческую справку, Джорджи?

Maxim
Ольга Слободская: «У КГБ к группе «Кино» всегда были вопросы» Ольга Слободская: «У КГБ к группе «Кино» всегда были вопросы»

Интервью с секретарем Ленинградского рок-клуба, где начался путь «Кино»

Esquire
10 самых глубоких мест на Земле 10 самых глубоких мест на Земле

Насколько близко можно приблизиться к ядру планеты?

Популярная механика
Почему высоких цен на нефть больше не будет Почему высоких цен на нефть больше не будет

При любых сценариях развития экономики падения спроса на нефть не избежать

Forbes
5 безумных идей для защиты природы, которые сработали 5 безумных идей для защиты природы, которые сработали

Как обманывать львов, браконьеров и саму Землю

Maxim
Сыск об упрямом старичке Сыск об упрямом старичке

Коллекция следственных протоколов Руси разных веков

Дилетант
Главные правила успешных переговоров Главные правила успешных переговоров

Ведение переговоров — один из ключевых навыков поддержания бизнеса

СНОБ
Дорогу молодым Дорогу молодым

Популярные способы омолаживания кожи лица

Лиза
Заразительный Заразительный

Психология сарафанного радио. Как продукты и идеи становятся популярными

kiozk originals
Несгибаемая боярыня Несгибаемая боярыня

Боярыня Морозова пыталась бороться с церковной реформой

Дилетант
Почему все больше знаменитостей занимаются производством вина (и почему это вино, как правило, плохое) Почему все больше знаменитостей занимаются производством вина (и почему это вино, как правило, плохое)

Почему голливудские звезды, выпускающие вино, на самом деле убивают малый бизнес

Esquire
Радио против видео Радио против видео

Автоматическая посадка крылатого летательного аппарата давно уже не фантастика

Популярная механика
Глава из книги Джона Скальци «В клетке. Вирус. Напролом» Глава из книги Джона Скальци «В клетке. Вирус. Напролом»

Впервые на русском языке выходит трилогия научного фантаста Джона Скальци

СНОБ
7 вещей, которые нужно сделать в Сочи 7 вещей, которые нужно сделать в Сочи

Адлерский рынок, чайные плантации и еще 5 вещей, которые нужно увидеть в Сочи

Лиза
Как говорить с детьми о наркотиках и алкоголе Как говорить с детьми о наркотиках и алкоголе

Как правильно обсудить с ребенком тему наркотических веществ и алкоголя

Psychologies
Как обустроить балкон: советы от дизайнеров интерьера Как обустроить балкон: советы от дизайнеров интерьера

Лайфхаки для тех, кто хочет обустроить на балконе жилое пространство, а не шкаф

Cosmopolitan
Важные годы Важные годы

Почему не стоит откладывать жизнь на потом

kiozk originals
Шнур OK Шнур OK

Сергей Шнуров всегда балансировал между диким весельем и серьезным бизнесом

GQ
5 мифов о еде, которые все принимают за правду. Новая книга-разоблачение 5 мифов о еде, которые все принимают за правду. Новая книга-разоблачение

Какие идеи могут вредить здоровью и мешать нормализации веса

РБК
Богини удачного ракурса: 11 звезд с асимметричными чертами лица Богини удачного ракурса: 11 звезд с асимметричными чертами лица

Лица знаменитых красоток вовсе не так пропорциональны, как кажется

Cosmopolitan
Физика невозможного Физика невозможного

Научное исследование мира силовых полей, телепортации и путешествий во времени

kiozk originals
Осенью и так тяжело, а в 2020 году — особенно. Снижаем уровень стресса — смотрим на собак модных дизайнеров Осенью и так тяжело, а в 2020 году — особенно. Снижаем уровень стресса — смотрим на собак модных дизайнеров

Для снижения уровня стресса мы предлагаем смотреть на звездных питомцев

Esquire
Смотри, что у тебя внутри Смотри, что у тебя внутри

Как микробы, живущие в нашем теле, определяют наше здоровье и нашу личность

kiozk originals
На всех парах На всех парах

О создании первой самоходной машины на паровом двигателе

Наука и жизнь
Открыть в приложении