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

ГМ-бактерия разрушила избыточные оксалаты в кишечнике крыс и людей ГМ-бактерия разрушила избыточные оксалаты в кишечнике крыс и людей

Как ученые создали бактерию для борьбы с кишечной гипероксалурией

N+1
Недоверчивые умы Недоверчивые умы

Чем нас привлекают теории заговоров

kiozk originals
Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения в молодом возрасте Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения в молодом возрасте

Как ожирение снижает ожидаемую продолжительность жизни

N+1
8 самых удивительных (и красивых) авторазвязок мира 8 самых удивительных (и красивых) авторазвязок мира

Красота в глазах проезжающего

Maxim
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
«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
Опять двойка Опять двойка

Как «заставить» ребенка учиться, объясняет психолог Марина Мелия

Tatler
Магическая уборка Магическая уборка

Японское искусство наведения порядка дома и в жизни

kiozk originals
Экстракт из личинок мух эффективен в борьбе с патогенами растений Экстракт из личинок мух эффективен в борьбе с патогенами растений

Метод, позволивший получить экстракт биологически активных веществ из личинок

Популярная механика
9 фактов о Византийской империи, которые вы наверняка не знали 9 фактов о Византийской империи, которые вы наверняка не знали

О наследии великой Византии

Популярная механика
Скучаете ли вы по Москве времен Лужкова? Вопрос дня Скучаете ли вы по Москве времен Лужкова? Вопрос дня

Участники проекта «Сноб» рассказали, скучают ли они по лужковской Москве

СНОБ
Лучший костюм на Хэллоуин — страшно красивые идеи от звезд и блогеров Лучший костюм на Хэллоуин — страшно красивые идеи от звезд и блогеров

Отыскать эффектный костюм на Хэллоуин — целое приключение

Cosmopolitan
10 зданий, построенных в рекордные сроки 10 зданий, построенных в рекордные сроки

Сегодня даже самые большие и помпезные здания строятся буквально в мгновение ока

Популярная механика
Доброта и стальной характер: самые эффектные первые леди мира – в чем их секрет Доброта и стальной характер: самые эффектные первые леди мира – в чем их секрет

Топ самых ярких и стильных первых леди мира

Cosmopolitan
Сохнет длина? 8 ошибок при выборе шампуня, которые ты наверняка совершаешь Сохнет длина? 8 ошибок при выборе шампуня, которые ты наверняка совершаешь

Выбор шампуня — задача не из легких, даже если ты уже знаешь свой тип волос

Cosmopolitan
Вакцинация: как работают прививки и почему их надо делать Вакцинация: как работают прививки и почему их надо делать

Прививки — большое зло или наше спасение?

Популярная механика
10 самых глубоких мест на Земле 10 самых глубоких мест на Земле

Насколько близко можно приблизиться к ядру планеты?

Популярная механика
Продавец обуви Продавец обуви

История компании Nike, рассказанная ее основателем

kiozk originals
Louis Vuitton Louis Vuitton

FW 2020/21

Weekend
Ученые открыли новый биомаркер расстройств аутистического спектра у дошкольников Ученые открыли новый биомаркер расстройств аутистического спектра у дошкольников

Выявлена взаимосвязь между РАС и концентрацией одного из белков в плазме крови

N+1
Живопись «излечила» наши токсичные отношения Живопись «излечила» наши токсичные отношения

Арт-терапия помогла наладить отношения в семье

Psychologies
Из чего же сделаны наши девчонки? Из чего же сделаны наши девчонки?

Об экранизации романа Карины Добротворской «Кто-нибудь видел мою девчонку?»

Tatler
Mercedes-Benz представила прототип водородного грузовика Mercedes-Benz представила прототип водородного грузовика

Концерн Daimler представил тягач, работающий на водородных топливных элементах

N+1
Правила жизни Юрия Любимова Правила жизни Юрия Любимова

Режиссер, умер в возрасте 97 лет в Москве

Esquire
Alibaba Alibaba

История мирового восхождения от первого лица

kiozk originals
Все краски жизни Все краски жизни

Кэрол Иган привнесла в традиционный американский дом жизнерадостное настроение

AD
Как заниматься сексом с маленьким членом: лучшие позы и основные нюансы Как заниматься сексом с маленьким членом: лучшие позы и основные нюансы

Коллекция сексуальных поз, подходящих для пениса меньше среднего размера

Playboy
Это важнее IQ Это важнее IQ

Что такое эмоциональный интеллект и как его измерить?

Лиза
История безумия в классическую эпоху История безумия в классическую эпоху

Программный труд Мишеля Фуко, исторический экскурс о психиатрии

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
Открыть в приложении