Новый материал увеличил эффективность перовскитных фотоэлементов до 21%

Новое исследование, опубликованное в Журнале Американского химического общества (Journal of the American Chemical Society) показало эффективную работу нового материала, который по сути представляет собой фосфореновые наноленты (PNR) и увеличил эффективность перовскитных фотоэлементов до 21%.

Фосфореновые наноленты (PNR) – это лентообразные нити двумерного материала фосфора, которые, как и графен, состоят из слоев атомов толщиной в один атом. PNR были впервые созданы в 2019 году, и сотни теоретических исследований предусмотрели, как их свойства могут улучшить все виды устройств, включая батареи, биомедицинские датчики и квантовые компьютеры.

Однако, ни одно из этих предполагаемых увлекательных свойств до сих пор не было реализовано в реальных устройствах. Теперь команда во главе с исследователями Имперского колледжа Лондона и Университетского колледжа Лондона впервые использовала PNR для значительного повышения эффективности устройства – нового типа солнечных батарей – демонстрируя, что «чудо-материал» действительно может соответствовать его ажиотажу.

Ведущий исследователь доктор Томас Макдональд из Департамента химии и Центра обрабатывающей электроники в Imperial сказал: «Мы рады не только предоставить первые экспериментальные доказательства PNR как перспективного пути для высокопроизводительных солнечных элементов, но и продемонстрировать универсальность нового наноматериала для использования в оптоэлектронных устройствах следующего поколения».

Команда включила PNR в солнечные батареи, изготовленные из перовскитов — новый класс материалов, перспективных, поскольку ученые могут легко изменить способ их взаимодействия со светом, чтобы удовлетворить целый ряд применений.

В отличие от традиционных негибких солнечных элементов на основе кремния, перовскитные солнечные батареи могут быть изготовлены из жидких растворов, что облегчает дешевую печать на тонких гибких пленках. Новые наноматериалы, такие как PNR, можно легко распечатать как дополнительный слой для улучшения функциональности и эффективности устройства.

Включив PNR, команда смогла создать перовскитные солнечные батареи с эффективностью более 21 процента, наравне с традиционными кремниевыми солнечными элементами. Они также смогли экспериментально проверить, как PNR могут добиться такой улучшенной эффективности.

Роль PNR в улучшении производительности перовскитных ячеек – улучшение «подвижности дырок». В фотовольтаике «дыра» представляет собой партнера электрона для транспортировки электричества, поэтому увеличение ее подвижности улучшает скорость и силу тока между слоями устройства, повышая общую эффективность.

Экспериментальная проверка мощности PNR, говорит команда, поможет исследователям создать новые правила проектирования оптоэлектронных устройств – излучающих или обнаруживающих свет.

Со слов доктора Макдональда, согласно полученных результатов, электронные свойства PNR действительно свидетельствуют об усовершенствованной функциональности, что подчеркивает подлинную важность и полезность этого недавно открытого наноматериала, который увеличивает эффективность перовскитных фотоэлементов и устанавливает стандарт для оптоэлектронных устройств на основе PNR.

Последующие исследования с использованием PNR в устройствах позволят исследователям выявить большее количество механизмов, как они могут повысить производительность. Команда также изучит, как модификация поверхности нанолент может улучшить уникальные электронные свойства материалов.

Читайте также: Солнечные панели на основе Пперовскитов

Источник: phys.org

Спасибо за ваше внимание.😌 Если понравилось, пожалуйста поделитесь с друзьями в комментариях, черкните пару строк своего мнения.✍