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

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
Последние часы: чем занимались Джексон, Диана и другие звезды перед смертью Последние часы: чем занимались Джексон, Диана и другие звезды перед смертью

Последний день этих звезд ничем не отличался от других, ничто не предвещало беды

Cosmopolitan
Ваши внутренние часы устанавливают время приема пищи, которое снижает риск ожирения и диабета Ваши внутренние часы устанавливают время приема пищи, которое снижает риск ожирения и диабета

Зачем синхронизировать количество потребляемых калорий с циркадным ритмом?

ТехИнсайдер
10 компьютерных игр, которые навсегда изменили индустрию 10 компьютерных игр, которые навсегда изменили индустрию

Пройдя все эти игры, ты изменишься

Maxim
Ошибка выжившего: как Москва искажает представление о счастье и бесконечно производит зависть Ошибка выжившего: как Москва искажает представление о счастье и бесконечно производит зависть

Как Москва сделала потребление культом и за сколько счастье можно купить

Правила жизни
Верховный алгоритм Верховный алгоритм

Как машинное обучение изменит наш мир

kiozk originals
Цивилизация с нуля Цивилизация с нуля

Что нужно знать и уметь, чтобы выжить после всемирной катастрофы

kiozk originals
Кто такой глава «Церкви Последнего Завета» Виссарион, задержанный Следственным комитетом Кто такой глава «Церкви Последнего Завета» Виссарион, задержанный Следственным комитетом

Эта секта действует у нас в стране уже почти 30 лет

Maxim
8 фильмов ужасов, основанных на реальных событиях 8 фильмов ужасов, основанных на реальных событиях

Тот самый случай, когда режиссеру даже не пришлось ничего приукрашивать

Maxim
Камера смотрит в миф Камера смотрит в миф

О фильме «Белым по белому», красивом исследовании природы геноцида и искусства

Weekend
Ревматоидный артрит предложили считать двумя разными болезнями Ревматоидный артрит предложили считать двумя разными болезнями

Одну болезнь мы умеем лечить лучше, а про вторую до сих пор многого не знаем

N+1
По какому пути пойдет экспансия российского бизнеса в Белоруссии По какому пути пойдет экспансия российского бизнеса в Белоруссии

Экономические отношения между Белоруссией и Россией очень неформальны

СНОБ
Просвещение сегодня Просвещение сегодня

В защиту разума, науки, гуманизма и прогресса

kiozk originals
Mercedes-Benz рассекретил новый флагманский седан Mercedes-Benz рассекретил новый флагманский седан

Mercedes-Benz презентовал седан S-класса седьмого поколения

Популярная механика
Чем закончились эксперименты с безусловным базовым доходом в пяти странах Чем закончились эксперименты с безусловным базовым доходом в пяти странах

Сколько человеку денег не дашь — всё равно потратит!

Maxim
Процесс над салемскими ведьмами: 150 обвиненных, 19 повешенных Процесс над салемскими ведьмами: 150 обвиненных, 19 повешенных

22 сентября 1692 года были казнены последние восемь «ведьм»

Maxim
Между жизнью и смертью: 10 фактов о подушке безопасности Между жизнью и смертью: 10 фактов о подушке безопасности

Подушки безопасности: разбираемся в теории, практике и статистике

Популярная механика
Из чего же сделаны наши девчонки? Из чего же сделаны наши девчонки?

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

Tatler
Избыточные иллюстрации помешали детям понять прочитанное Избыточные иллюстрации помешали детям понять прочитанное

Если картинок слишком много, то эффективность обучения чтения под вопросом

N+1
Слишком хорошая погода: что делать при солнечном ударе Слишком хорошая погода: что делать при солнечном ударе

Как не допустить солнечного удара и что делать, если он все же случился?

Cosmopolitan
Энергия солнца. Оскар Хартманн — о том, как заставить деньги приносить счастье Энергия солнца. Оскар Хартманн — о том, как заставить деньги приносить счастье

Приносят ли деньги счастье?

Forbes
Вера, мама, любовь Вера, мама, любовь

Об осознанном родительстве и двенадцати открытиях, которые оно нам сулит

Vogue
Дом отдыха Дом отдыха

Квартира в стиле уютной и респектабельной американская классика

SALON-Interior
Как выход на пенсию может стать второй молодостью и дать новые перспективы развития Как выход на пенсию может стать второй молодостью и дать новые перспективы развития

Как должно выглядеть завершение карьеры современной женщины?

Forbes
Иерусалим. Биография Иерусалим. Биография

Как история Иерусалима влияет на каждого из нас

kiozk originals
Южные стрижи не пустили северных к лучшим местам зимовки Южные стрижи не пустили северных к лучшим местам зимовки

Чем севернее гнездятся стрижи, тем севернее расположены их зимовки в Африке

N+1
Аллергикам противопоказано: 7 неожиданных фактов о натуральной косметике Аллергикам противопоказано: 7 неожиданных фактов о натуральной косметике

Некоторым девушкам натуральная косметика и вовсе не нужна – мы расскажем почему

Cosmopolitan
10 причин, почему инопланетяне не будут похожи на нас 10 причин, почему инопланетяне не будут похожи на нас

Выглядеть наши братья по разуму будут совсем иначе, чем люди

Популярная механика
Почему отекает лицо и как с этим бороться? Почему отекает лицо и как с этим бороться?

Отечность — эстетическая проблема, с которой сталкивается каждый из нас

Esquire
Как самостоятельно выучить иностранный язык: 12 советов, которые работают Как самостоятельно выучить иностранный язык: 12 советов, которые работают

Лайфхаки для изучающих языки от Марии Минаевой

Playboy
Открыть в приложении