Химики удержали органические катионы в перовскитных солнечных элементах

N+1Наука

Перовскитные солнечные элементы потеряли менее двух процентов эффективности за тысячу часов

Помогла добавка с двумя диазириновыми группами

Наталья Самойлова

fe99dfb320542755e84e880ba95b3e83.jpg
Коллаж N + 1. Источник: Kai Liu et al./ Joule, 2023 N + 1

Китайские химики научились удерживать органические катионы в перовскитных солнечных элементах с помощью соединения с двумя диазириновыми группами. Полученные солнечные элементы потеряли менее двух процентов эффективности за тысячу часов непрерывной работы. Результаты исследования опубликованы в журнале Joule.

Смешанные галогениды свинца со структурой перовскита в настоящее время считаются самым перспективным материалом для фотовольтаки. Эффективность перовскитных солнечных элементов выросла с 3,8 до 26 процентов, а тандемы кремний-перовскит недавно достигли эффективности 33,2 процента.

Однако пока что перовскитным солнечным элементам существенно не хватает стабильности. Под действием высокой температуры, электрического поля и следов воды и кислорода в них ухудшается транспорт зарядов на электроды, начинается миграция ионов, а затем — и необратимое разрушение кристаллической решетки перовскита. Кристаллическая решетка перовскита APbX3 состоит из трех типов ионов. Октаэдры галогенидов свинца PbX6, соединяются друг с другом общими галогенидными вершинами, а в пустотах между ними располагаются более крупные однозарядные катионы: метиламмония (MA), формамидиния (FA) или цезия. Первые два типа органических азот-содержащих катионов могут покинуть решетку перовскита — с этого обычно и начинается деградация солнечного элемента.

Следующая стадия разрушения — ионная миграция. Потеря крупных катионов открывает удобные каналы для движения анионов иода и брома: они могут занимать свободные места между октаэдрами или продвигаться дальше под действием электрического поля. Число вакансий и других дефектов в кристалле продолжает расти, а эффективность солнечного элемента падает. Однако проблемы не заканчиваются в активном слое: полученные продукты (молекулярный иод, а также метиламин, который получается из катионов метиламмония) могут накапливаться под металлическими электродами и вызывать образование микротрещин. Это тоже

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Балджи у далеких ярких субмиллиметровых галактик сформировались за счет вспышек звездообразования Балджи у далеких ярких субмиллиметровых галактик сформировались за счет вспышек звездообразования

Телескопы ALMA и «Джеймс Уэбб» наблюдали балджи у субмиллиметровых галактик

N+1
Гельголанд, роковой остров Гельголанд, роковой остров

Маленький остров Гельголанд пережил много всего

Дилетант
Исследование: в мозге человека нанопластика хватит на целую пластиковую ложку! Исследование: в мозге человека нанопластика хватит на целую пластиковую ложку!

Какие последствия может иметь для здоровья наличие в мозге нанопластика?

ТехИнсайдер
Многообещающие голливудские актрисы 1990-х, о которых все забыли – где они теперь? Многообещающие голливудские актрисы 1990-х, о которых все забыли – где они теперь?

Прошло пару десятков лет, и эти имена почти забыты

VOICE
Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память

Какой процесс играет ключевую роль в том, как хранятся воспоминания?

Inc.
Рефрейминг: как научиться видеть хорошее в плохом — раздвиньте рамки Рефрейминг: как научиться видеть хорошее в плохом — раздвиньте рамки

Рефрейминг: что это такое и как работает, объясняет клинический психолог

Psychologies
Каким был Эрнесто Че Гевара — рассказывает его брат Каким был Эрнесто Че Гевара — рассказывает его брат

Младший брат Че рассказывает об их детстве и о жизни в тени протеста

Правила жизни
Просыпаетесь уставшими? Западные эксперты объяснили, в чем проблема! Просыпаетесь уставшими? Западные эксперты объяснили, в чем проблема!

Что такое эффект "инерции сна" и почему из-за него мы ощущаем себя уставшими?

ТехИнсайдер
Понять и простить: почему вам изменили — 7 причин Понять и простить: почему вам изменили — 7 причин

Почему люди изменяют?

Psychologies
Макароны по-неандертальски Макароны по-неандертальски

В деле об искусстве неандертальцев появилась новая статья

N+1
Отброшенные ноги помогли бескрылым комарикам не замерзнуть насмерть Отброшенные ноги помогли бескрылым комарикам не замерзнуть насмерть

Как бескрылые комарики выживают при отрицательных температурах?

N+1
Спорт и алкоголь: совместимы или нет? Спорт и алкоголь: совместимы или нет?

Можно ли тренироваться с похмелья?

Правила жизни
Закрыть потребность: что мы можем дать друг другу в отношениях — 2 примера из практики психолога Закрыть потребность: что мы можем дать друг другу в отношениях — 2 примера из практики психолога

Что мы так хотим получить от отношений?

Psychologies
Ученые озадачены! У белокожих меньше пищевых аллергий, чем у людей с другими цветами кожи Ученые озадачены! У белокожих меньше пищевых аллергий, чем у людей с другими цветами кожи

Уровень дохода и цвет кожи человека влияют на развитие пищевых аллергий

ТехИнсайдер
Будущие Атлантиды: 7 городов по всему миру, которые уходят под воду Будущие Атлантиды: 7 городов по всему миру, которые уходят под воду

Некоторые города могут полностью затонуть уже к началу следующего десятилетия

ТехИнсайдер
Тревога во время беременности: какой она бывает Тревога во время беременности: какой она бывает

Глава из книги «Хорея» Марины Кочан

Psychologies
Тюрьмы по всему миру не зарегистрировали половину случаев туберкулеза Тюрьмы по всему миру не зарегистрировали половину случаев туберкулеза

Россия оказалась среди стран с наибольшей частотой туберкулеза среди заключенных

N+1
За регенерацию тела у гидрактиний отвечают процессы старения клеток За регенерацию тела у гидрактиний отвечают процессы старения клеток

Как крошечное морское существо гидрактиния регенерирует новое тело?

ТехИнсайдер
В гостях у Майи Плисецкой В гостях у Майи Плисецкой

Сергей Николаевич — о музее-квартире Плисецкой

Seasons of life
Погребенной на кровати раннесредневековой девушке воссоздали лицо Погребенной на кровати раннесредневековой девушке воссоздали лицо

Художники восстановили внешность молодой девушки из раннего Средневековья

N+1
Toyota Stout. Выпустит ли японская компания конкурента Ford Maverick и Hyundai Santa Cruz? Toyota Stout. Выпустит ли японская компания конкурента Ford Maverick и Hyundai Santa Cruz?

Ходят слухи, что Toyota работает над новым компактным пикапом

4x4 Club
Почему вам стоит купить масло черного тмина: плюсы и минусы Почему вам стоит купить масло черного тмина: плюсы и минусы

Масло черного тмина содержит множество полезных веществ

ТехИнсайдер
Как поклонники бизнес-тренингов построили сеть школ барабанов по франшизе на 1,2 млрд Как поклонники бизнес-тренингов построили сеть школ барабанов по франшизе на 1,2 млрд

Как устроена сеть музыкальных кружков под брендом «Не школа»?

Forbes
Диета «Форсаж» Диета «Форсаж»

Минус 5 кг за 2 недели – оцени результат!

Лиза
На северо-западе Франции нашли три клада эпохи бронзы На северо-западе Франции нашли три клада эпохи бронзы

Во французской Бретани обнаружили три древних клада

N+1
Как в Челябинске запустили первое в России производство сверхбольших стеклопакетов Как в Челябинске запустили первое в России производство сверхбольших стеклопакетов

Как производство больших архитектурных стеклопакетов может изменить Россию

СНОБ
Исследование: что малый и средний бизнес в России знает про устойчивое развитие Исследование: что малый и средний бизнес в России знает про устойчивое развитие

Как в России обстоят дела с ESG?

Forbes
«Инвесторы ждут четких и неизменных правил игры» «Инвесторы ждут четких и неизменных правил игры»

Государство должно расширять территории с комфортными условиями для бизнеса

РБК
Что делать, если ребенок упрям? Советы из 1956 года Что делать, если ребенок упрям? Советы из 1956 года

Как побороть упрямство ребенка?

Psychologies
Ядовитый плющ и нежная 2B — самые горячие летние образы от российских косплеерш Ядовитый плющ и нежная 2B — самые горячие летние образы от российских косплеерш

Готовимся встречать жару в компании прекрасных девушек

Maxim
Открыть в приложении