Замена оксида титана на оксинитрид улучшила характеристики солнечного элемента

N+1Наука

Оксинитрид титана позволил получить перовскитные солнечные элементы с рекордной эффективностью

Наталия Самойлова

Jun Peng et al. / Nature, 2022

Австралийские ученые заменили в перовскитном солнечном элементе транспортный слой диоксида титана на слой оксинитрида титана. Благодаря этому концентрация носителей заряда в слое выросла на два порядка, фактор заполнения увеличился до 86 процентов, а эффективность солнечного элемента площадью в один сантиметр — до 23,33 процента. Для перовскитных солнечных элементов такой площади это рекорд. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Чтобы солнечный элемент эффективно работал, недостаточно обеспечить поглощение света и генерацию носителей заряда. Необходимо также быстро разделить заряды, не давая им рекомбинировать, и отправить электроны к аноду, а дырки к катоду. В перовскитных солнечных элементах для извлечения электронов чаще всего используют слой широкозонного полупроводника — диоксида титана TiO2. Во время работы солнечного элемента этот слой находится сверху от активного слоя, поэтому его делают прозрачным.

Обычно он состоит из двух частей: сначала наносят тонкий (компактный) слой диоксида титана, а поверх — более рыхлый и объемный мезопористый слой из наночастиц диоксида титана, который служит подложкой для активного перовскитного слоя. Однако свойства диоксида титана неоптимальны: подвижность электронов в этом материале ограничена, а иногда его частицы выступают как центры безызлучательной рекомбинации. Поэтому ученые постоянно ищут способы, которыми можно этот материал улучшить.

Неделю назад мы писали о работе корейских и швейцарских ученых, которые заменили наночастицы оксида титана в мезопористом слое на наночастицы оксида олова, чтобы замедлить безызлучательную рекомбинацию и извлекать электроны из активного слоя более эффективно. Химики под руководством Кайли Кэчпол (Kylie R. Catchpole) из Австралийского национального университета пошли другим путем. Мезопористый слой диоксида титана они оставили без изменений, а компактный слой они решили изготовить из окинитрида титана TiO

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Химики надышали аммиака в микрокапли воды Химики надышали аммиака в микрокапли воды

Что они представляют собой заряженные частицы, детектируемые с микрокаплями воды

N+1
Спецпроект «Родная речь» Спецпроект «Родная речь»

Распространенные слова, которые люди употребляют в неверном значении

Лиза
Наночастицы пластика могут принести ионы тяжелых металлов в организм человека Наночастицы пластика могут принести ионы тяжелых металлов в организм человека

Пагубное воздействие частиц нанопластика еще больше усиливается

ТехИнсайдер
Как бороться с сезонным аффективным расстройством? Как бороться с сезонным аффективным расстройством?

Как справиться с сезонной хандрой?

Популярная механика
От Цезаря до эльфа Добби: что такое иллеизм и зачем говорить о себе в третьем лице От Цезаря до эльфа Добби: что такое иллеизм и зачем говорить о себе в третьем лице

Почему люди говорят о себе в третьем лице и как это помогает решать конфликты?

Forbes
Жилеты, четки и страшные маски. Самые популярные автомобильные талисманы Жилеты, четки и страшные маски. Самые популярные автомобильные талисманы

Зачем водители вешают в машину разные предметы и при чем тут суеверия?

РБК
10 заграничных фильмов, которые собрали больше всего зрителей в СССР 10 заграничных фильмов, которые собрали больше всего зрителей в СССР

Фильмы из других стран, полюбившиеся жителям СССР

Maxim
Крещенские купания: как подготовить организм к проруби Крещенские купания: как подготовить организм к проруби

Как окунуться в прорубь и сохранить здоровье

Cosmopolitan
Наночастицы золота помогли селективно окислить метан Наночастицы золота помогли селективно окислить метан

Химики научились селективно окислять метан

N+1
Как инженер из Саратова создал компанию на рынке водородной авиации и привлек $10 млн Как инженер из Саратова создал компанию на рынке водородной авиации и привлек $10 млн

Алексей Иваненко начинал свою карьеру менеджером по рекламе в «Роснано»

Forbes
Механическая рука помощи: что такое робототехника и зачем она нужна детям Механическая рука помощи: что такое робототехника и зачем она нужна детям

Как устроен рынок робототехники, где она применяется, зачем ей заниматься детям

Forbes
Гамбезон: легкий доспех Средневековья Гамбезон: легкий доспех Средневековья

Гамбезон — один из самых популярных доспехов средневекового воина

Популярная механика
Криптостартап Superdao выходца из России привлек $10,5 млн от зарубежных фондов Криптостартап Superdao выходца из России привлек $10,5 млн от зарубежных фондов

Superdao, основанный петербуржцем Юрием Лифшицем, привлек $10,5 млн

Forbes
Как избавиться от раздражения и вросших волос в зоне бикини? Как избавиться от раздражения и вросших волос в зоне бикини?

Как минимизировать неприятный эффект после бритья в зоне бикини?

Cosmopolitan
Сервисы для создателей подкастов: где записывать, собирать донаты и делать джинглы Сервисы для создателей подкастов: где записывать, собирать донаты и делать джинглы

Приложения для начинающих и продвинутых подкастеров — бесплатные и за деньги

VC.RU
Игра с понятиями Игра с понятиями

Включение Кавказа в состав Российской империи — завоевание или усмирение?

Дилетант
Каковы ваши шансы выиграть в лотерее? Каковы ваши шансы выиграть в лотерее?

Лотерейный билет — это шанс выиграть большие деньги или очередная ловушка?

Популярная механика
Микродозы псилоцибина оказались неотличимы от плацебо Микродозы псилоцибина оказались неотличимы от плацебо

Микродозинг псилоцибиновых грибов не помог при лечении депрессии

N+1
Детский гардероб и воспитание: как одежда влияет на самооценку ребенка Детский гардероб и воспитание: как одежда влияет на самооценку ребенка

Как привить ребенку чувство вкуса?

Cosmopolitan
Система ISOFIX: главные характеристики и советы эксперта по выбору Система ISOFIX: главные характеристики и советы эксперта по выбору

Что такое система ISOFIX и как она работает?

РБК
Удивительный Меркурий — факты о самой близкой к Солнцу планете Удивительный Меркурий — факты о самой близкой к Солнцу планете

Главные вопросы о Меркурии

Популярная механика
Принц без коня и короны: как узнать и не пропустить настоящую любовь Принц без коня и короны: как узнать и не пропустить настоящую любовь

Понять, твой ли это человек, можно по нескольким признакам

Cosmopolitan
Скифские курганы на Дону: погребения амазонок и загадка серебряной накладки Скифские курганы на Дону: погребения амазонок и загадка серебряной накладки

В одном из курганов обнаружено два нетронутых захоронения

Наука и жизнь
Формула объема Формула объема

Отвечаем на вопросы о целесообразности и безопасности введения филлеров

Tatler
О чём пишут научно-популярные журналы мира О чём пишут научно-популярные журналы мира

Открытие Америки, спорт, климат и немного цифр: все, о чем пишут научпоп-журналы

Наука и жизнь
«Мои дорогие»: как подруги влияют на твои доходы и что с этим делать «Мои дорогие»: как подруги влияют на твои доходы и что с этим делать

Как выбрать окружение, чтобы добиться финансового успеха

Cosmopolitan
10 типичных конфликтов в салоне красоты: ты не должна платить за это 10 типичных конфликтов в салоне красоты: ты не должна платить за это

Конфликты в салоне красоты: тебе не придется платить за чужие ошибки

VOICE
Почему 108-Мп камеры снимают в 12 Мп: что дает большее число мегапикселей Почему 108-Мп камеры снимают в 12 Мп: что дает большее число мегапикселей

Зачем нужны 108-Мп камеры, если они все равно снимают в 12-Мп разрешении?

CHIP
Виктор Олюшин Виктор Олюшин

Врач, переживший блокаду, продолжает исследовать методы лечения опухолей мозга

Собака.ru
«Алису люблю сильнее»: мать Тимати рассказала о разном отношении к внукам «Алису люблю сильнее»: мать Тимати рассказала о разном отношении к внукам

Мать рэпера Тимати призналась, что имеет тесную связь с семилетней внучкой

Cosmopolitan
Открыть в приложении