;
Новости 29 января 2022

Наноленты из фосфорена могут повысить эффективность перовскитных солнечных элементов

Далее

Ученые впервые экспериментально продемонстрировали преимущества уникальных электрических свойств фосфореновых нанолент. По их словам, полученные результаты подчеркивают важность свойств нового двумерного наноматериала.

Фосфореновые наноленты впервые выделили в 2019 году, однако до сих пор их предсказанные электронные свойства не проявлялись в реальных устройствах.

В новом исследовании, инженер-химик из Имперского колледжа Лондона Томас Макдональд и его коллеги экспериментально продемонстрировали потенциал фосфореновых нанолент, включив их в перовскитные солнечные элементы. Наноленты повысили эффективность солнечных элементов за счет увеличения электрического взаимодействия между светопоглощающим слоем перовскита и полупроводниковым полимером.

«Благодаря высокой энергии связи экситона, перестраиваемой ширине запрещенной зоны, технологичности в растворе и сверхвысокой подвижности дырок, фосфореновые наноленты имеют большие перспективы для оптоэлектроники », — рассказал Макдональд.

Солнечные элементы на основе перовскита изготавливаются из класса материалов, имеющих кристаллическую структуру, аналогичную минеральному перовскиту, а не более обычному кристаллическому кремнию. Они могут быть созданы методом растворения, что делает их производство дешевле, по сравнению с кремниевыми аналогов. Также эти солнечные элементы тоньше, что делает их более легкими и гибкими.

Команда вставила наноленты в несколько различных типов солнечных элементов из перовскита, разместив их между слоем перовскита и полимерным слоем. Этот слой используется в солнечных элементах для улучшения взаимодействия перовскита и электродов. Затем ученые сравнили новые устройства с контрольными перовскитными солнечными элементами, в которых отсутствовали фосфореновые наноленты. Выяснилось, что наноленты увеличили эффективность преобразования энергии солнечных элементов примерно с 18% до более чем 21% — наравне с традиционными кремниевыми солнечными элементами.

По словам Макдональда, ученым удалось продемонстрировать, что фосфореновые наноленты чрезвычайно эффективны в качестве заряд-селективного промежуточного слоя.

«Функциональные электронные свойства фосфореновых нанолент улучшают функциональность перовскитных солнечных элементов за счет более эффективного извлечения носителей», — добавил ученый.

Макдональд также отметил, что уникальные свойства фосфореновых нанолент могут принести пользу и другим устройствам —например, фотодетекторам, светоизлучающим диодам и водородным топливным элементам. Исследователь предположил, эти наноленты могут быть особенно полезны в батареях для электромобилей, поскольку они значительно ускоряют движение заряженных ионов, что приводит к увеличению емкости аккумулятора и сокращению времени зарядки.


Читать далее

Посмотрите на первый в мире одноступенчатый орбитальный корабль будущего

Три года ученые считали, что на юге Марса есть вода. Оказалось, это не так

Гиперзвуковой самолет на водороде развивает скорость до 12 Махов. Это почти 15 000 км/ч