Усилия учёных всего мира, занимающихся усовершенствованием технологий преобразования солнечной энергии в электрическую, главным образом нацелены на активный слой фотоэлементов, в котором происходит поглощение энергии излучения. Однако эффективность, себестоимость и долговечность фотоэлементов зависит и от вспомогательных слоёв, отвечающих за транспорт электронов или дыр к соответствующим электродам.
В статье для журнала Advanced Functional Materials международный научный коллектив предложил новый метод создания вспомогательных слоёв для перовскитных фотоэлементов и светодиодов. Суть этого метода состоит в использовании углеродных точек —безопасного для окружающей среды и относительно недорогого материала, который нетрудно изготовить в лаборатории и в промышленных условиях.
Углеродными точками называют наночастицы на углеродной основе диаметром от 2 до 10 нанометров. Их поверхность всегда содержит различные функциональные группы, которые определяют основные свойства этого материала.
Именно в модифицировании поверхности посредством работы с функциональными группами и заключается главное достижение авторов этого исследования. Изменяя соотношение этих групп, они смогли получить оптимальные значения рабочих функций электродов и энергетических уровней транспортных слоев, определив конфигурацию с максимальной эффективностью.
Новый подход универсален, он работает для разных типов устройств, благодаря чему впервые углеродные точки удалось применить для улучшения внешней квантовой эффективности светоизлучающих диодов. Они имеют схожую структуру с фотоэлементами, но процесс идёт в обратном направлении: электроны и дыры внедряются в активный слой, где образуют пары и рекомбинируют с излучением света.
В обоих случаях ученым удалось добиться значительного роста эффективности за счёт использования транспортных слоев с оптимизированными углеродными точками: для фотоэлементов — почти на 13%, а для светодиодов — в 2,1 — 2,7 раз.
Источник: https://ko.com.ua/uglerodnye_tochki_uluchshayut_jeffektivnost_solnechnyh_batarej_i_svetodiodov_132408https://ko.com.ua/uglerodnye_tochki_uluchshayut_jeffektivnost_solnechnyh_batarej_i_svetodiodov_132408