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

Ответственность за три четверти ожидаемых случаев рака желудка возложили на хеликобактер Ответственность за три четверти ожидаемых случаев рака желудка возложили на хеликобактер

Хроническая инфекция хеликобактер служит основной причиной рака желудка

N+1
Когда не стоит возвращаться к бывшему: 5 неправильных поводов Когда не стоит возвращаться к бывшему: 5 неправильных поводов

В каких случаях не стоит давать себе и партнеру второй шанс

Psychologies
Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами

Астрономы описали класс рекордно ярких транзиентов

N+1
Астрономы открывают новую эру в исследовании экзопланет: эру прямых наблюдений Астрономы открывают новую эру в исследовании экзопланет: эру прямых наблюдений

Астрономы получили прямые снимки одной из самых маленьких планет

ТехИнсайдер
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
«Архитектура меняет мир и общество». Сяоцзюнь Бу — о традициях, футуризме и новаторстве «Архитектура меняет мир и общество». Сяоцзюнь Бу — о традициях, футуризме и новаторстве

Сяоцзюнь Бу — как менталитет страны проявляется в архитектурном облике городов

СНОБ
Как птицы учатся использовать звёздный компас Как птицы учатся использовать звёздный компас

Биологи связали популяции птиц, зимующих в одном районе, а гнездящихся в другом

Наука и жизнь
Секс без обязательств: вред или польза — узнайте правду Секс без обязательств: вред или польза — узнайте правду

О плюсах и минусах мимолетных встреч

Psychologies
«Мы решили рискнуть»: как живут и строят бизнес переехавшие в Сербию россияне «Мы решили рискнуть»: как живут и строят бизнес переехавшие в Сербию россияне

В каких сферах русскоязычные релоканты открывают собственный бизнес в Сербии

Forbes
Золотое сечение Золотое сечение

5 советов от дизайнера, как улучшить интерьер с помощью формулы гармонии

Лиза
Стволовые клетки смогли восстановить сердце, поврежденное ишемической болезнью Стволовые клетки смогли восстановить сердце, поврежденное ишемической болезнью

Стволовые клетки помогут регенерировать сердечную мышцу

ТехИнсайдер
Зачем нужны линии на ладонях Зачем нужны линии на ладонях

Если мы не можем узнать будущее по линиям на руках, то зачем же они нужны?

ТехИнсайдер
Эксперт: ИИ не отнимет рабочие места у среднего класса, но сильно изменит саму работу Эксперт: ИИ не отнимет рабочие места у среднего класса, но сильно изменит саму работу

Лишь немногие останутся без работы из-за развития ИИ

ТехИнсайдер
Современные популяции бурых медведей разделились около 150-100 тысяч лет назад Современные популяции бурых медведей разделились около 150-100 тысяч лет назад

Генетики исследовали ДНК 39 современных и 12 древних бурых медведей

N+1
Откуда взялся мем про 40 кошек: ни одна женщина не обидится на эту шутку, если узнает ее происхождение Откуда взялся мем про 40 кошек: ни одна женщина не обидится на эту шутку, если узнает ее происхождение

Почему считается, что у сильной и независимой женщины должно быть 40 кошек?

VOICE
Олег Шепс: «Быть секс-символом как-то неловко, но это и прикольно, что тут таить!» Олег Шепс: «Быть секс-символом как-то неловко, но это и прикольно, что тут таить!»

Олег Шепс впервые рассказал, когда расстался с девушкой

VOICE
Отрывок из книги «Super Mario. Как Nintendo покорила мир» Отрывок из книги «Super Mario. Как Nintendo покорила мир»

Super Mario Bros. — одна из самых успешных компьютерных игр в мире

СНОБ
Справа на лево: гид по японским комиксам манга Справа на лево: гид по японским комиксам манга

Как манга появилась на свет, заработала свою славу и стала массовым жанром

Правила жизни
Слишком горячий Слишком горячий

Что делать, если твой мужчина — настоящий Отелло

Лиза
Море любви Море любви

У курортных романов, помимо опасностей, есть множество плюсов

Лиза
Посмотрите на красивые фото Посмотрите на красивые фото

Каждый год жители и гости США могут наблюдать удивительную картину заката солнца

ТехИнсайдер
«Это слишком сложно»: 50 оправданий людей, которые не хотят меняться, — проверьте себя «Это слишком сложно»: 50 оправданий людей, которые не хотят меняться, — проверьте себя

Почему на предложение изменить мир, начав с себя, мы отвечаем «да, но…»?

Psychologies
В Тулу со своей семьей В Тулу со своей семьей

Готовый план путешествия на уик-энд в Тулу

Лиза
За мороженым За мороженым

Лето, солнце и пломбир в стаканчике делают нашу жизнь еще прекраснее!

Лиза
Эту юную иорданскую принцессу признали сказочно красивой - но она не дочь и не невестка королевы Рании Эту юную иорданскую принцессу признали сказочно красивой - но она не дочь и не невестка королевы Рании

В Сети заговорили о новой звезде хашимитского двора

VOICE
Дорогой Кент: лучшие фильмы, сериалы и мультфильмы о Супермене Дорогой Кент: лучшие фильмы, сериалы и мультфильмы о Супермене

Лучшие фильмы, сериалы, мультфильмы о приключениях Кларка Кента и его альтер эго

Правила жизни
Украшения, сумки, часы: предметы роскоши, которые растут в цене Украшения, сумки, часы: предметы роскоши, которые растут в цене

Какие вещи люксового сегмента лидируют с точки зрения инвестиций

РБК
Целый зоопарк: необычные домашние питомцы звезд — осел, обезьяна и даже свинья Целый зоопарк: необычные домашние питомцы звезд — осел, обезьяна и даже свинья

Эти звезды проявили фантазию при поиске питомца

VOICE
Нос кошки устроен как отличный газовый хроматограф Нос кошки устроен как отличный газовый хроматограф

Ученые создали трехмерную компьютерную модель носа кошки

ТехИнсайдер
«Мастурбация — значит измена?»: разбор с психологами «Мастурбация — значит измена?»: разбор с психологами

Почему в отношениях мастурбация по-прежнему остается негласным табу

Psychologies
Открыть в приложении