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

Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки

Как шум от разработки морского дна мешает коммуникации морских обитателей

N+1
Интервью с автором подкаста «Закат Империи» Андреем Аксеновым Интервью с автором подкаста «Закат Империи» Андреем Аксеновым

Андрей Аксенов об исторической преемственности и симпатии к неоднозначным героям

СНОБ
Объект, обнаруженный на краю Солнечной системы, бросает тень на существование Девятой планеты Объект, обнаруженный на краю Солнечной системы, бросает тень на существование Девятой планеты

Чем уникален седноид на краю Солнечной системы, получивший прозвище «Аммонит»

Inc.
Почему свободные женщины ищут доминирующего мужчину Почему свободные женщины ищут доминирующего мужчину

В борьбе за равные права с мужчинами женщины начинают отрицать женственность

СНОБ
Бухенвальдская ведьма: история Ильзы Кох, одного из крупнейших монстров Холокоста Бухенвальдская ведьма: история Ильзы Кох, одного из крупнейших монстров Холокоста

Ильза Кох — одна из самых жестких представительниц гитлеровского режима

ТехИнсайдер
Борьба за «пояс верности» не ускорила эволюцию бабочек Борьба за «пояс верности» не ускорила эволюцию бабочек

«Война полов» служит одним из факторов эволюции этих насекомых

N+1
«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
В Россию с любовью: каких проблем ждать после переноса споров с иностранцами в российские суды В Россию с любовью: каких проблем ждать после переноса споров с иностранцами в российские суды

Как перенос споров с иностранцами в российские суды может повлиять на бизнес

Forbes
Отрицание, замещение, проекция: как психика нас защищает Отрицание, замещение, проекция: как психика нас защищает

Три защитных механизма психики, описанные Зигмундом Фрейдом

Psychologies
Специальные Lada: 8 самых необычных автомобилей АвтоВАЗа Специальные Lada: 8 самых необычных автомобилей АвтоВАЗа

Универсал для словацких полицейских и другие модификации Lada

РБК
10 человек с самым высоким IQ 10 человек с самым высоким IQ

Ученый, шахматист, стриптизер и вышибала — люди с самым высоким IQ

Maxim
Икигай Икигай

Японские секреты долгой и счастливой жизни

kiozk originals
«Ты сможешь»: 6 шагов, чтобы стать таким, каким мечтаешь «Ты сможешь»: 6 шагов, чтобы стать таким, каким мечтаешь

Как укрепить веру в собственные силы?

Psychologies
Поле чудес Поле чудес

Как сберечь свои деньги?

Лиза
Нос «уедет» и пропадет дыхание — 7 мифов о ринопластике Нос «уедет» и пропадет дыхание — 7 мифов о ринопластике

Хирург объясняет, стоит ли бояться ринопластики и как проходит эта операция

Cosmopolitan
Как ухаживать за кожаной обувью: 4 главных правила долговечности ботинок Как ухаживать за кожаной обувью: 4 главных правила долговечности ботинок

Как сделать так, чтобы пара кожаных ботинок оставалась как новенькая

Playboy
Море спокойствия Море спокойствия

Эмбер Валлетта: путь чувств может привести к грусти, а мысли требуют действия

Vogue
Внимание на экран Внимание на экран

Какой ценой далось онлайн-обучение на карантине светским родителям и детям

Tatler
Алла Горбунова Алла Горбунова

Алла Горбунова: для всех и ни для кого

Собака.ru
«Мiр и война». Глава из новой книги Бориса Акунина «Мiр и война». Глава из новой книги Бориса Акунина

Глава из седьмого тома проекта «История Российского государства» Бориса Акунина

СНОБ
Вредно ли слушать музыку в наушниках: исследования ученых Вредно ли слушать музыку в наушниках: исследования ученых

Действительно ли прослушивание музыки ухудшает слух и что с этим делать?

РБК
То, чего не может быть То, чего не может быть

У любого униформологического парадокса есть своё историческое объяснение

Дилетант
«Девушку с жемчужной сережкой» нарисовали наностолбиками с изменяемой яркостью «Девушку с жемчужной сережкой» нарисовали наностолбиками с изменяемой яркостью

Физики научились работать со светотенью при рисовании с помощью наноструктур

N+1
«Бегунки»: почему дети сбегают из дома «Бегунки»: почему дети сбегают из дома

Что делать, если ребенок мечтает о побеге из дома и готовится к нему?

Psychologies
Армянский волкодав Армянский волкодав

Гампр — самая древняя порода собак из Армении

Weekend
6 способов успокоить ревнивого партнера 6 способов успокоить ревнивого партнера

Как корректно проработать ревность в отношениях?

Psychologies
Наши в Голливуде: Козловский, Хабенский и другие звезды, покорившие Запад Наши в Голливуде: Козловский, Хабенский и другие звезды, покорившие Запад

Смотри наш список знаменитых русских актеров и режиссеров в Голливуде

Cosmopolitan
Тогда, сейчас и в «Инстаграме»: как поменялись голливудские звезды Тогда, сейчас и в «Инстаграме»: как поменялись голливудские звезды

Сравниваем фото звезд в разное время с их фотографиями в «Инстаграме»

Cosmopolitan
Правила успешного питчинга Правила успешного питчинга

Что такое питчинг, для чего он нужен и как презентовать свою идею спонсору

СНОБ
Все по полочкам Все по полочкам

Декантирование — важная составляющая комфорта в доме

Лиза
Открыть в приложении