Перовскитные солнечные элементы привлекают большое внимание исследователей как перспективная альтернатива традиционным солнечным батареям на основе кремния — благодаря своей эффективности в преобразовании солнечного света в электричество. Перовскитные солнечные элементы представляют собой гибрид органических и неорганических материалов и состоят из светоулавливающего слоя и слоя передачи заряда. Однако коммерциализации и широкому использованию перовскитовых батарей мешают проблемы со стабильностью, и достижение устойчивости в работе стало настоящим вызывом для ученых. Теперь исследователи под руководством Майкла Гретцеля из EPFL и Ксионга Ли из Центра мезоскопических солнечных элементов Майкла Гретцеля в Ухане (Китай) разработали методику, которая решает проблемы стабильности и повышает эффективность перовскитных элементов. В слой переноса заряда в перовскитный элемент в качестве модулятора межзеренных границ ученые ввели фрагмент фуллерена, функционализированный фосфоновой кислотой, который помогает укрепить кристаллическую структуру и повысить устойчивость перовскита к воздействию внешних факторов, таких как тепло и влага. Команда также разработала окислительно-восстановительный радикальный полимер под названием поли (оксоаммониевая соль), который эффективно «p-допирует» материал для переноса дырок — важнейший компонент перовскитовых батарей. Полимер, действуя как p-допант, улучшает проводимость и стабильность материала для переноса дырок. Процесс p-допирования предполагает введение подвижных электронных носителей заряда в материал для улучшения его проводимости и стабильности, и в данном случае он смягчил диффузию ионов лития — основную проблему, которая способствует эксплуатационной нестабильности перовскитных элементов. С помощью новой технологии ученые добились эффективности преобразования энергии в объеме 23,5% для небольших батарей и 21,4% для более крупных минимодулей. Эти показатели сопоставимы с традиционными солнечными батареями, при этом дополнительным преимуществом является повышенная стабильность. Солнечные элементы сохранили 95,5% своей первоначальной эффективности после более чем 3200 часов непрерывного воздействия имитированного солнечного света при температуре 75°C в течение всего периода, что является значительным улучшением по сравнению с предыдущими конструкциями перовскитных батарей. Новый подход может произвести революцию в использовании батарей на основе перовскита, сделав их доступными для использования в более широких масштабах. Исследователи считают, что их метод можно легко масштабировать для промышленного производства и использовать для создания стабильных, высокоэффективных модулей перовскитных солнечных батарей. 19.01.2023 |
Энергия
PNAS Nexus: Ученые воссоздали в лаборатории ключевой элемент фотосинтеза | |
Человек научился делать многое, но у ... |
J. Mater. Chem. A: Литий-ионные батареи станут безопаснее и эффективнее | |
Новое объяснение эффекта этиленкарбоната ... |
EPSR: ИИ повысит надежность электросетей с учетом роста энергопотребления | |
Из-за распространения возобновляемых источнико... |
APL: Исследователи изучают фотоэлектрический феномен в перспективном материале | |
Необычный фотовольтаический эффект, BPV, в&nbs... |
Frontiers in Energy: Катализатор Fe-N-C превзойдет платину в топливных элементах | |
Топливные элементы и металловоздушные бат... |
Matter: Гибридные перовскиты прокладывают путь к новым лазерам и светодиодам | |
Исследователи разработали методику создания сл... |
В Пермском Политехе создали установку для исследования новых видов топлива | |
Учёные исследуют новый вид горючего ... |
Chemistry of Materials: Открыт перспективный твердый электролит из наночастиц | |
Аккумуляторы играют важную роль в совреме... |
Водные системы могут помочь ускорить внедрение возобновляемых источников энергии | |
Системы водоснабжения помогают сделать возобно... |
Nature Nanotechnology: Решена ключевая проблема натрий-ионных батарей | |
Литий-ионные батареи широко используются в&nbs... |
JAC: Ученые исследовали эффективность пьезокатализа Bi2WO6-x | |
Пьезокатализ — перспективная эколог... |
NatSustain: Новый материал катода может произвести революцию в хранении энергии | |
Недорогой катод, который может улучшить литий-... |
eScience: С помощью реактивной химии ученые создали анод без дендритов | |
Металлические калиевые батареи, МБК &mdas... |
Система искусственного фотосинтеза производит этилен с высочайшей эффективностью | |
Чтобы использовать CO₂ для создания эколо... |
NatComm: Инженеры создают долговечный и дешевый электролит для аккумуляторов | |
Возобновляемые источники энергии, такие как&nb... |
В ЛЭТИ создали цифрового двойника для оптимизации солнечных электростанций | |
Рост населения и развитие технологий прив... |
EES Catalysis: Новые ячейки превращают углекислый газ в экологичное топливо | |
Новый метод переработки бикарбонатного раствор... |
ACS Energy Letters: Новую батарею можно резать, можно бить — все равно работает | |
В большинстве аккумуляторов для портативн... |
Nature Climate Change: Богатые тоже пачкают атмосферу | |
Углеродный след богатых людей в обществе ... |
Учёные НИУ МЭИ создали энергоустановку на основе бионических технологий | |
Исследователи создали энергоустановку для ... |
Кремний с высокой площадью поверхности улучшает реакцию CO2 на свету | |
Учёные работают над превращением углекисл... |
В ЛЭТИ улучшили свойства материала для более долговечных солнечных батарей | |
Исследователи создали наноматериалы, которые с... |
Nature Electronics: Создан напалечный трекер здоровья, черпающий энергию из пота | |
Устройство, работающее от пота, позволяет... |
Nature Sustainability: Электролиты на основе нафталина пригодятся для батарей | |
ORAM — это органические редокс... |
Science: В США разрабатывают метод переработки лопастей ветряных турбин | |
Исследователи из Национальной лаборатории... |
Терагерцовая спектроскопия позволяет следить за старением перовскитовых пленок | |
Гибридные перовскиты могут использоваться в&nb... |
Scientific Reports: Создан новый храповик с геометрически симметричной шестерней | |
Храповой механизм — это систем... |
Инженеры MIT разрабатывают крошечные батареи для питания роботов | |
Маленькие словно песчинки цинково-воздушные ба... |
JPE: Листоподобные концентраторы повысят эффективность солнечной энергии | |
Люминесцентный солнечный концентратор, ил... |
Учёные ТПУ разработали катализатор для водорода, который в 7 раз лучше аналогов | |
Учёные молодёжной лаборатории ТПУ совмест... |