Открыты новые свойства солнечных батарей из перовскита

Москва, 19:26, 12 Янв 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Солнечные батареи, изготовленные из пленки, имитирующей структуру минерала перовскита, имеют ключевое свойство, позволяющее им эффективно преобразовывать солнечный свет в электричество.

Электроны, генерируемые при падении света на пленку, не ограничены по границам «зерен» — краям кристаллических образований в рамках пленки и преодолевают большие расстояния без изменений, показали исследователи. Это означает, что носители электрических зарядов, которые скапливаются и пропадают в других материалах, здесь будут постоянно доступны.

Перовскит — минералы, встречающиеся в природе, являются окислами некоторых металлов, но органо-металлические пленки изготавливаются с одной и той же кристаллической структурой, используя метил аммония три-йодид (CH3NH3PBI3), трехмерное образование из галоидов, окружающих небольшие органические молекулы бромистого аммония, которые держат решетчатую структуру вместе.

Для определения эффективности ученые измерили диффузионную длину носителей заряда — это электрон или его противоположность, которая называется дыркой, которые путешествуют, пока не рекомбинируют или извлекаются как электрический ток.

В лаборатории были сделаны измерения, сосредотачивая крошечное пятно лазера на пленках в 8 мм2 и толщиной 300 нм, с покрытием из полимера парилена.

Измерения показали диффузионную длину в среднем около 10 мкм. В некоторых случаях, длина достигала 20 мкм, показывая функциональную область пленки не менее 20 мкм, утверждают исследователи.

Связи между зернами в пленке не влияли на движение электронов, и ученые считают, что это может быть из-за хорошего выравнивания зерен, не оказывающего никакого сопротивления на электроны или дырки.

Исследователи солнечной энергии считают, что пленки из перовскита открывают широкие возможности. Менее чем за пять лет эти пленки повысили на 20% процентов эффективность преобразования солнечного света в электричество, на что понадобились десятилетия для кремниевых солнечных ячеек, которые используются сегодня.

Выводы, опубликованные в журнале Nano Letters, свидетельствуют о том, что солнечные батареи могут быть сделаны толще, без ущерба для их эффективности.