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

Противовирусные не принесли значимой пользы при амбулаторном лечении гриппа Противовирусные не принесли значимой пользы при амбулаторном лечении гриппа

Противовирусная терапия не влияет на смертность при нетяжелом течении гриппа

N+1
Двойная спираль Двойная спираль

Открытие структуры ДНК

kiozk originals
Заряженные капли отказались разбрызгиваться при ударе о твердую поверхность Заряженные капли отказались разбрызгиваться при ударе о твердую поверхность

Электричество вокруг заряженной капли предотвращает ее разбрызгивание

N+1
48 законов власти 48 законов власти

Практическое руководство для тех, кто стремится обрести власть

kiozk originals
Это не лень, а депрессия: 5 сигналов, что тебе нужна помощь Это не лень, а депрессия: 5 сигналов, что тебе нужна помощь

Как отличить депрессию от усталости или лени

VOICE
Практическая польза Практическая польза

Худрук «Практики» Марина Брусникина превратила интернет-пространство в сцену

Vogue
Пуговицы Наполеона Пуговицы Наполеона

Семнадцать молекул, которые изменили мир

kiozk originals
Дышите глубжe Дышите глубжe

Как сказал Будда: «Медитация устраняет страдания, причиняемые неукрощенным умом»

Vogue
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
Чем вредны бананы? Чем вредны бананы?

Углеродный след обычных вещей и процессов

kiozk originals
По тонкому льду По тонкому льду

Как глобальное потепление повлияет на Россию

N+1
Поместится всё! Поместится всё!

Как не ошибиться с размером шкафа для маленькой квартиры

Лиза
Как выбрать наручные часы: пошаговое руководство для мужчин Как выбрать наручные часы: пошаговое руководство для мужчин

На какие нюансы стоит обратить внимание при покупке мужских наручных часов

Playboy
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
«Работа с травмой — сложная». Психолог — о волонтерской помощи белорусам «Работа с травмой — сложная». Психолог — о волонтерской помощи белорусам

Психолог о том, как государственные катаклизмы влияют на психику обычных людей

РБК
В развитии туберкулеза нашли вторую латентную стадию В развитии туберкулеза нашли вторую латентную стадию

Благодаря этому врачи смогут точнее подбирать лекарства для пациентов

N+1
Критические будни Критические будни

«Никогда. Редко. Иногда. Всегда» как хроника гендерного неравенства

Weekend
Сиара, певица и актриса Сиара, певица и актриса

Она — лауреат премии «Грэмми», красивая женщина и трижды мама

Худеем правильно
Русская планета: почему «Роскосмос» решил искать на Венере жизнь Русская планета: почему «Роскосмос» решил искать на Венере жизнь

На Венере обнаружены вещества, ассоциируемые с жизнью

Esquire
К доске! К доске!

История про тотальное внимание и погружение в процесс покорения волн

Vogue
Маски и страхи: на Венецианском фестивале показали «Конференцию» — мощное кино о «Норд-Осте» от Ивана И. Твердовского Маски и страхи: на Венецианском фестивале показали «Конференцию» — мощное кино о «Норд-Осте» от Ивана И. Твердовского

Один из мощнейших фильмов — российская «Конференция» Ивана И. Твердовского

Forbes
Попутный ветер Попутный ветер

Прогулка на яхте обернулась для хозяев парижского особняка реставрацией

AD
Женщина-генерал из Китая: Мулан — легенда или исторический персонаж? Женщина-генерал из Китая: Мулан — легенда или исторический персонаж?

Жила ли настоящая Мулан и какие ошибки допустили создатели анимационного фильма

Cosmopolitan
Ем пирожные, чтобы себя наказать: что такое самонасилие едой Ем пирожные, чтобы себя наказать: что такое самонасилие едой

Еда как радость, наказание, внимание и любовь

Cosmopolitan
Есть ли чувства в сексе без обязательств Есть ли чувства в сексе без обязательств

Есть ли место чувствам в сексе без обязательств

СНОБ
Зэки, мерзлота и тотемные животные. Отрывок из нового романа Алексея Поляринова «РИФ» Зэки, мерзлота и тотемные животные. Отрывок из нового романа Алексея Поляринова «РИФ»

Фрагмент из новой работы Алексея Поляринова о вечной войне поколений

СНОБ
«Необитаемая Земля. Жизнь после глобального потепления» «Необитаемая Земля. Жизнь после глобального потепления»

Отрывок из книги Дэвида Уоллеса-Уэллса о глобальном потеплении

N+1
Почему хочется спать, когда нужно работать: биологические часы человека Почему хочется спать, когда нужно работать: биологические часы человека

Когда лучше есть, когда спать, а когда заниматься спортом?

Cosmopolitan
Игорь Синельников: «Меланома почти всегда выглядит необычно, второй такой Игорь Синельников: «Меланома почти всегда выглядит необычно, второй такой

Можно ли распознать у себя меланому и куда бежать с подозрительной родинкой

Здоровье
«Коля — это кремень»: что мы знаем о повзрослевшем сыне Лукашенко «Коля — это кремень»: что мы знаем о повзрослевшем сыне Лукашенко

Что мы знаем о младшем сыне Лукашенко, которого отец готовил в преемники?

Forbes
Открыть в приложении