Наноленты из фосфорена могут повысить эффективность перовскитных солнечных элементов

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

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Российский планшет Yadro поступил в продажу: известна его цена и планы на будущее
Новости
Стала известна цена первого российского электромобиля «Атом»
Новости
Опубликованы самые детальные фото поверхности Европы
Космос
Первую в мире водородную яхту спустили на воду: ее длина больше 100 м
Новости
Открытие ученых впервые подтвердило правоту Эйнштейна
Космос
У зонда летящего к Меркурию произошел сбой двигателя
Космос
Замороженная ткань мозга восстановилась после 18 месяцев криоконсервации
Наука
Редкий глубоководный кальмар попал на видео, напав на подводную камеру
Наука
Экспресс-тест обнаруживает инсульт менее чем за шесть часов после первых симптомов
Наука
Канадский фермер, возможно, нашел на поле обломок ракеты SpaceX
Космос
Квантовую связь создали с помощью обычного городского оптоволоконного кабеля
Новости
Частный спутник сфотографировал МКС с расстояния 70 км
Космос
Ученые сварили пиво с помощью пчел-убийц
Наука
В НАСА рассказали, что вызвало самую мощную геомагнитную бурю десятилетия
Космос
Суперноги от MIT помогут людям быстро вставать после падений на Луне
Космос
Первому в мире ребенку вылечили глухоту с помощью генной терапии
Наука
Ученые нашли семь звезд в Млечном Пути, рядом с которыми могут жить инопланетяне
Космос
Забота об экологии и цифровой мир: какой софт помогает заботиться об окружающей среде?
Мнения
«Уэбб» поймал самое старое слияние черных дыр: через 740 млн лет после Большого взрыва
Космос
Искусственный интеллект научили распознавать сарказм
Новости