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
ИИ использует единый центр обработки разных типов данных, как мозг человека
Новости
Японский лунный модуль подлетел к Луне и сфотографировал спутник вблизи
Космос
Дикие рыбы способны запоминать и узнавать дайверов, показал эксперимент
Наука
НАСА на 40% повысило риск падения на Землю астероида, способного уничтожить город
Космос
Биоинженеры создали из мидий и слизи антибактериальный клей
Наука
Телескоп с «глазом лобстера» обнаружил редкую двойную звездную систему
Космос
Solar Orbiter приблизится к Венере, чтобы подняться к полюсу Солнца
Космос
В Китае объединили солнечную энергетику с выращиванием морских огурцов
Новости
Какие навыки нужны системному аналитику
Технологии
Появление речи связали с эволюцией одного белка
Наука
Для запрещенной соцсети проложат крупнейший в мире подводный кабель
Новости
Илон Маск представил Grok 3 — ИИ нового поколения с мощным дата-центром
Новости
Эксперты проверили «чудо» со статуей Девы Марии: что показал ДНК-тест
Наука
Время может двигаться вперед и назад одновременно: что выяснили физики
Наука
Космологический принцип Вселенной поставили под сомнение
Космос
Ядерные часы могут появиться в России уже в 2030 году  
Наука
Эмоции животных теперь можно определить с помощью ИИ
Новости
Создан переключатель генов для клеточной терапии на основе пластыря
Наука
Ученые предположили, что разумная жизнь на Земле — закономерность, а не случайность
Наука
Ледяные шапки на Земле — редкая аномалия, заявляют учение
Наука