Из перовскитов и углеродных нанотрубок сделали гнущийся солнечный элемент
Корейские, японские, финские и американские ученые получили гибкий перовскитный солнечный элемент с анодом из углеродных нанотрубок. Чтобы слой нанотрубок был прозрачным, его сделали совсем тонким, а для улучшения проводимости допировали нестехеометричным оксидом марганца. Полученные солнечные элементы демонстрируют эффективность более 15 процентов и сохраняют ее после десяти тысяч циклов сгибания и разгибания. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science.
Гибкая электроника развивается стремительными темпами — гнущиеся смартфоны уже представлены на рынке, а ученые и инженеры уже вовсю работают над созданием умной одежды и электронной кожи. Заманчивым выглядит создание гнущихся солнечных элементов (которые можно было бы наносить на поверхность той самой умной одежды, обеспечивая ей дополнительное питание), однако эта задача оказалась неожиданно сложной. Самый популярный материал для солнечных элементов — кремний — для гнущихся элементов не подходит. Эффективность кремниевых солнечных элементов зависит от количества дефектов и стремительно падает после сгибаний и разгибаний. Вместо кремния в гибких солнечных элементах используют другие материалы: первые такие элементы были сделаны из полимерных красителей, а сейчас ученые активно тестируют ячейки на основе тонких пленок перовскитов. Однако, на этом трудности с созданием гнущегося солнечного элемента не заканчиваются. Гибким должен быть не только активный слой, но и все вспомогательные слои, кроме того очень важно прочно скрепить слои между собой, чтобы при сгибании контакт между ними не нарушился. Самые большие трудности возникли с прозрачным электродом — ведь выбор прозрачных проводящих материалов ограничен даже для обычных «негнущихся» устройств. В стандартных перовскитных и органических солнечных элементах чаще всего используют оксид индия-олова (Indium Tin Oxide,