Работа, проведенная учеными из Австралии и Китая, показала, что двумерные тонкие пленки, используемые в некоторых перовскитных солнечных элементах, очень похожи на сэндвич. Открытие поможет создать более эффективные панели для сбора солнечной энергии, сообщает пресс-служба ARC Center of Excellence в Exciton Science. Подробно о нем рассказано в Journal of Materials Chemistry C.
Перовскит – редкий минерал титаната кальция. Его используют в исследованиях и разработках в области солнечной энергии. Раньше ученые думали, что двумерные перовскитные пленки имеют «градиентную» структуру, в которой определенные компоненты находятся глубоко в материале, а другие дополнительные элементы располагаются ближе к поверхности. В новом же исследовании ученые представили доказательства структуры, напоминающей сэндвич, в которой два однотипных слоя («хлеб») окружают один центральный контрастный слой («начинка»).
Такая компоновка побуждает экситоны – квазичастицы, важные для преобразования солнечного света в электричество – перемещаться из центрального слоя к обеим поверхностям пленки, в то время как свободные носители переносят заряд для сбора электродами. Это помогает эффективнее использовать солнечную энергию.
Устройства из листов перовскита представляют особый интерес из-за их превосходной стабильности и долговечности по сравнению с 3D-решетками из перовскита. Прототипы 2D-устройств, созданные в рамках исследования, продемонстрировали эффективность 13%.
Обладая более глубоким фундаментальным пониманием структуры, исследователи теперь попытаются повысить эффективность устройства, изменив толщину слоев внутри перовскитового «сэндвича».
Улучшенные двумерные перовскитные пленки можно использовать не только в солнечных батареях, но также в светодиодах и фотодетекторах.
[Фото: Exciton Science]
