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

Мезозойские млекопитающие и их родственники оказались обладателями однотонного темно-коричневого меха Мезозойские млекопитающие и их родственники оказались обладателями однотонного темно-коричневого меха

Палеонтологи реконструировали окраску шести маммалиаформов

N+1
Чем нас привлекают «ужастики» Чем нас привлекают «ужастики»

Почему хорроры настолько популярны?

Psychologies
В Словакии обнаружили средневековое золотое кольцо с корундом со Шри-Ланки В Словакии обнаружили средневековое золотое кольцо с корундом со Шри-Ланки

Археологи описали необычное золотое кольцо, найденное в словацком городе Зволен

N+1
Как участнику рейтинга Forbes и его коллегам удалось впервые «поймать» неуловимую черную дыру Как участнику рейтинга Forbes и его коллегам удалось впервые «поймать» неуловимую черную дыру

Ученые подтвердили существование неуловимого прежде вида черных дыр

Forbes
Мозг, исцеляющий себя Мозг, исцеляющий себя

Реальные истории людей, которые победили болезни и преобразили свой мозг

kiozk originals
Не делай так: 9 невероятно пошлых жизненных ситуаций Не делай так: 9 невероятно пошлых жизненных ситуаций

Жизненная пошлость – вовсе не обязательно глобальная пошлость

Cosmopolitan
«Если мы уберем уголь, все остальное развалится, как карточный домик». Интервью с губернатором Кемеровской области Сергеем Цивилевым «Если мы уберем уголь, все остальное развалится, как карточный домик». Интервью с губернатором Кемеровской области Сергеем Цивилевым

Губернатор Кемеровской области о том, что будет с Кузбассом через 30 лет

Forbes
Как стресс и тревоги влияют на мир моды Как стресс и тревоги влияют на мир моды

В 2020 году индустрия моды пережила самые большие потрясения в своей истории

GQ
Все о наращивании ресниц: 6 технологий — выбери свою Все о наращивании ресниц: 6 технологий — выбери свою

Все плюсы и минусы различных техник наращивания ресниц

Cosmopolitan
Ольга Слободская: «У КГБ к группе «Кино» всегда были вопросы» Ольга Слободская: «У КГБ к группе «Кино» всегда были вопросы»

Интервью с секретарем Ленинградского рок-клуба, где начался путь «Кино»

Esquire
Принципы, правила и риски, на которые идёт Netflix, чтобы быть первым: опыт сооснователя сервиса Рида Хастингса Принципы, правила и риски, на которые идёт Netflix, чтобы быть первым: опыт сооснователя сервиса Рида Хастингса

Главное из разговора руководителя Netflix с Forbes и Bloomberg

VC.RU
«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
Гори, но не сгорай Гори, но не сгорай

Как пойти ва-банк, добиться успеха и наслаждаться жизнью без баланса

kiozk originals
Как ходить на свидания, когда тебе стукнуло 30: самые важные нюансы Как ходить на свидания, когда тебе стукнуло 30: самые важные нюансы

Свидания в 30 лет немного отличаются от свиданий в 20

Playboy
Загадки письма Фиески Загадки письма Фиески

В 1327 году в замке Беркли внезапно скончался английский король Эдуард II

Дилетант
Почему мы читаем негативные комментарии Почему мы читаем негативные комментарии

Что стоит за странным желанием увидеть негативные комментарии?

Psychologies
Секс после 50: возвращаемся к своим желаниям Секс после 50: возвращаемся к своим желаниям

Почему в зрелом возрасте люди испытывают страсть реже и что с этим делать

Psychologies
Объяснить необъяснимое: кто подпадает под действие британского закона о неочевидных источниках благосостояния Объяснить необъяснимое: кто подпадает под действие британского закона о неочевидных источниках благосостояния

Как доказать британским властям юридическую чистоту источника денежных средств

Forbes
10 странных предсказаний на XXI век, которые все еще не сбылись 10 странных предсказаний на XXI век, которые все еще не сбылись

Когда человечество наконец научиться предсказывать будущее без ошибок?

Maxim
Маленькая книга Hygge Маленькая книга Hygge

Секрет датского счастья

kiozk originals
Чем вредны бананы? Чем вредны бананы?

Углеродный след обычных вещей и процессов

kiozk originals
Почему свободные женщины ищут доминирующего мужчину Почему свободные женщины ищут доминирующего мужчину

В борьбе за равные права с мужчинами женщины начинают отрицать женственность

СНОБ
Как доказать ребенку, что Земля круглая Как доказать ребенку, что Земля круглая

Запаситесь терпением: объяснить ребенку, что Земля круглая, не так уж просто

Популярная механика
Вернитесь в зону комфорта Вернитесь в зону комфорта

«Сделано в Италии» — очаровательная история и личный проект Лиама Нисона

СНОБ
Сюртсей — самый молодой остров на планете, за которым постоянно следят ученые Сюртсей — самый молодой остров на планете, за которым постоянно следят ученые

Остров, который моложе, чем твоя бабушка!

Maxim
Вспомнить все: почему мы забываем наши сны Вспомнить все: почему мы забываем наши сны

Забывать сны - это нормально. Но почему!?

Популярная механика
9 сумасшедших фактов о фильме «Пролетая над гнездом кукушки» 9 сумасшедших фактов о фильме «Пролетая над гнездом кукушки»

Поговорим о фильме про гнездо кукушки

Maxim
Почему занятия в школах начинаются 1 сентября? Почему занятия в школах начинаются 1 сентября?

Начиная раньше, мы отнимали бы у детей драгоценные дни короткого лета

Культура.РФ
Крафтовая революция: сможет ли в России появиться гастропатриотизм Крафтовая революция: сможет ли в России появиться гастропатриотизм

Как локальный патриотизм в России становится гастрономическим

Forbes
9 актеров, которые изменились до неузнаваемости в предстоящих фильмах 9 актеров, которые изменились до неузнаваемости в предстоящих фильмах

Загримировали так, что не то что родная мать, даже родной продюсер не узнает!

Maxim
Открыть в приложении