X
  • Ваш регион:
    Москва
  • Главные новости
  • Политика
  • Общество
  • Экономика
  • В мире
  • Спорт
  • Происшествия
  • Культура
  • Наука
  • Технологии
  • Авто
  • Крипто новости
  • Категории X
  • Главная
  • О нас
  • Реклама
  • Возможности
  • Проекты
  • Рейтинг Новостей
  • Контакты
  • Библиотека для слепых

    Курс валют на 18.06.2019

    Химики продлили жизнь горячим электронам в перовскитных батареях

    РИА Фактор Новости | 17.01.2018

    Химики нашли перовскитный материал для солнечных батарей на основе олова, в котором время жизни горячих электронов с избыточной энергией достигает нескольких наносекунд, что на три порядка больше, чем в других аналогичных соединениях. Использование таких электронов в солнечных батареях увеличивает теоретический предел их эффективности с 34 до 66 процентов.


    Максимальная эффективность однослойных солнечных батарей ограничивается пределом Шокли — Квайссера и составляет около 34 процентов. Этот предел характеризуется долей солнечного света, которую может поглотить фотоэлемент, состоящий из единственного p-n-перехода. КПД солнечных батарей можно увеличить за счет использования энергии горячих носителей заряда (электронов и дырок), которые образуются при поглощении света с энергией больше ширины запрещенной зоны. Однако эффективно их использовать не удается ни в кремниевых батареях, ни в традиционных перовскитных органо-неорганических ячейках на основе трииодида метиламмония свинца (CH3NH3PbI3). Горячие носители заряда в таких материалах живут не дольше одной пикосекунды, после чего избыточная энергия рассеивается в виде колебаний кристаллической решетки, и электроны остывают, и использовать ее для создания напряжения не удается.

    Группе химиков из Нидерландов и Франции под руководством Марии Антониэтты Луа (Maria Antonietta Loi) из Гронингенского университета обнаружила такой перовскитный материал для создания солнечного элемента, в котором время жизни горячих носителей заряда примерно в тысячу раз больше, чем в свинцовых перовскитах, и составляет около нескольких наносекунд. Таким веществом оказался трииодид формамидиния олова FASnI3. По своей структуре этот материал полностью аналогичен свинцовым перовскитам, только позиции свинца в нем занимает олово, а в качестве органического катиона выступает формамидиний (CHNHNH3+). Для изучения свойств таких материалов ученые наносили кристаллы на поверхность смешанного оксида индия и олова и анализировали их с помощью фотолюминесцентной спектроскопии с разрешением по энергии и времени.

    Читайте также

    Эксперименты на Большом адронном коллайдере остановили на 2 года


    Данные спектроскопии показали, что для таких органо-неорганических перовскитных кристаллов действительно характерно увеличение времени жизни горячих носителей заряда, которое может достигать 6 наносекунд. Что интересно, этот эффект наблюдается как при комнатной температуре, так и при охлаждении материала до −250 градусов Цельсия. Это сразу ограничивает диапазон возможных причин для его объяснения. По предположениям ученых, скорее всего, аномально большое время жизни носителей заряда с повышенной энергией в данном материале связано с ограниченной возможностью образования в кристаллической решетке фононов, что приводит к сильному замедлению релаксации возбужденного состояния с повышенной энергией. Другой возможной причиной эффекта ученые называют разницу в электронной структуре перовскитов на основе свинца и олова, но такое объяснение авторы работы считают менее вероятным.

    Увеличение времени жизни горячих носителей заряда приводит к смещению пика фотолюминесценции в область более коротких длин волн и увеличению мощности испускания, которая составила 150 миллиэлектронвольт при −250 градусах Цельсия и 75 миллиэлектронвольт при комнатной температуре. Кроме того, ученые обнаружили, что вклад эффекта горячих носителей заряда в фотолюминесценцию происходит при увеличении интенсивности облучения. При более мощном облучении увеличивается температура горячих электронов, так что при интенсивности в 4 ватта на квадратный сантиметр вклад горячих электронов достигает 60 процентов.


    Авторы работы отмечают, что возможность использования энергии горячих электронов для создания электрического напряжения сразу поднимает теоретический предел эффективности солнечных батарей до 66 процентов. При этом, кроме увеличения времени жизни горячих носителей заряда, предложенные перовскиты хороши тем, что не содержат в своей структуре токсичного свинца.

    Чтобы перовскитные солнечные элементы можно было использовать в промышленных технологиях, кроме недостаточной эффективности и токсичности, ученым приходится также решать проблему их хрупкости и очень небольшого срока службы. Для повышения механической устойчивости батарей, например, ученые предлагают делать ячейки с сотовой структурой, а чтобы увеличить время их жизни в качестве одного из компонентов можно использовать легированный танталом оксид вольфрама.


    Оставить Комментарий

    Опубликовать комментарий

    Следущее в категории Наука


    Наука 11.12.2018

    652

    0

    Аппарат OSIRIS-REx нашел на астероиде Бенну сле...

    Речь идет о "гидросодержащих минералах", отметили в NASA.

    Наука 11.12.2018

    655

    0

    "Вояджер-2" официально вышел в межзвездную среду

    Зонд "Вояджер-2" стал вторым рукотворным объектом, которому удалось покинуть плазменный "пузырь" Солнечной системы и проникнуть в межзвез...

    Наука 11.12.2018

    686

    0

    РКК "Энергия" опубликовала видео подготовки к о...

    Ракетно-космическая корпорация "Энергия" продемонстрировала на видео, опубликованном на своей странице в YouTube, подготовку космонавта О...

    Наука 09.12.2018

    710

    0

    Астрономы обнаружили планету-воздушный шар в «к...

    Астрономам удалось обнаружить так называемую «кричащую» галактику, где сосредоточена планета, напоминающая воздушный шар. Открытие сделан...

    Наука 09.12.2018

    692

    0

    Источник рассказал, когда планируется запуск об...

    "Пуск ракеты космического назначения "Протон-М" с разгонным блоком ДМ-03 с научной лабораторией "Спектр-РГ" намечен на первую декаду апре...

    Наука 09.12.2018

    643

    0

    В Калифорнии отменили запуск ракеты с разведыва...

    Старт должен был быть осуществлен в 20.15 по местному времени (07.15 мск) с базы ВВС США Вандерберг в штате Калифорния.

    Наука 06.12.2018

    691

    0

    Российский биопринтер впервые в истории напечат...

    Ранее стало известно, что на МКС впервые в истории приступили к печати органов, космонавт Олег Кононенко начал эксперимент 4 декабря в 17...

    Наука 06.12.2018

    711

    0

    Ученые выяснили, как выглядели "морские чудища"...

    Ихтиозавры оказались почти неотличимыми по облику от современных китов и дельфинов – у них была мягкая кожа, толстая жировая прослойка и ...

    Наука 06.12.2018

    688

    0

    В Оксфорде физики предложили новое объяснение н...

    Хотя, по предположениям ученых, эти две субстанции составляют 95% Вселенной, они являются ненаблюдаемыми, а их физическая природа остаетс...

    Наука 04.12.2018

    698

    0

    Станция OSIRIS-REx начала сближение с астероидо...

    Станция сначала пройдет над северным полюсом Бенну, затем над экватором и над южным полюсом, что даст возможность оценить массу астероида...

    Наука 04.12.2018

    757

    0

    Ученые из Гарварда запустят эксперимент по охла...

    В то время как большинство исследований, посвященных распылению химических веществ в атмосферу с целью охладить планету, основаны на комп...

    Наука 04.12.2018

    709

    0

    Физики из России научат лазеры "дирижировать" х...

    Ученые из МФТИ и Дании выяснили, как можно предсказывать поведение сложных молекул при "обстреле" лазером, что позволит управлять их пове...


    Также по теме


    Главные 17.01.2018

    250

    0

    Путин раскритиковал "социалистическую уравнилов...

    По данным президента, "в прошлом году в академических институтах по 40% тем не представлено ни одной научной работы, учтенной хотя бы в к...

    Наука 17.01.2018

    151

    0

    Российские земли назвали самыми дикими в мире

    В рейтинге стран по площади территорий и акваторий, не затронутых человеческой деятельностью, лидирует Российская Федерация, пятнадцать м...

    Наука 17.01.2018

    122

    0

    Химики из МГУ запатентовали технологию производ...

    Ученые из России создали и запатентовали катализатор, позволяющий "напрямую" превращать грибы в синтетическое топливо. О разработке химик...

    Наука 17.01.2018

    196

    0

    Научное сообщество раскололось из-за открытых в...

    В 2015 году были открыты последние четыре элемента периодической таблицы Менделеева — нихоний, московий, теннессин и оганесон. Последние ...

    Наука 17.01.2018

    176

    0

    Группе биологов впервые удалось создать эмбрион...

    Группе биологов из Маастрихтского университета (Нидерланды) впервые удалось создать эмбрионы без яйцеклетки и сперматозоидов, используя п...

    Наука 17.01.2018

    321

    0

    Американские химики разработали перерабатываемы...

    В Америке химики из Университета штат Колорадо создали полимерный материал, почти ничем не отличающейся от обычного пластика, который мож...

    Наука 17.01.2018

    248

    0

    Учёные составили список самых невероятных экзоп...

    Зарубежные учёные проанализировали имеющиеся в современной науке данные о планетах, находящихся за Солнечной системой, и составили список...

    Наука 17.01.2018

    316

    0

    Для МКС достроили многофункциональный лаборатор...

    "Он уже доделан. Наша задача поставить его на космодром до конца года. Идут завершающие операции. РКК "Энергия" модуль пока не приняла, е...

    Наука 17.01.2018

    240

    0

    Химики синтезировали проводящий полимерный мате...

    Данное свойство полимера основывается на наличии в его структуре радикалов-проводников, а из-за его прозрачности не требуется дополнитель...

    Политика 17.01.2018

    256

    0

    Путин пообещал посвятить часть послания Федерал...

    Подводя итоги заседания Совета по науке и образованию, посвященного вопросам глобальной конкурентоспособности российской науки, глава гос...

    Наука 17.01.2018

    275

    0

    Химики МГУ создали наномедуз из графена и аммиака

    Графен представляет собой слой графита толщиной в один атом, состоящий из шестиугольных ячеек, в углах которых находится углерод. Его дав...

    Наука 17.01.2018

    296

    0

    ДНК помогла ученым получить двумерные сверхреше...

    Американские ученые разработали метод получения сверхрешеток в двумерных искусственных коллоидных кристаллах, состоящих из золотых наноча...

    Общество 25.05.2019

    54

    0

    Kuro Hana — украшений и бижутерии премиум класса

    Kuro Hana — это бренд аксессуаров, украшений и бижутерии премиум класса, принадлежащий российской компании ООО "СЕО". Бренд Kuro Hana был основан в 2019 году. Вся история бренда буквально пропитана романтикой и любовью.

    Смотреть Больше

    Москва, Россия

    1 °C Вторник

    18.06.2019

    Слабый снег

    Среда 0 °C 0 °C

    Четверг -1 °C -1 °C

    Пятница -4 °C -4 °C

    <

    Декабрь 2016

    >

    Ваш Фактор

    Узнавайте о новостях первыми!

    Комментируйте нас

    Последние комментарии


    Антон

    17:11 10.12.2016

    Звезда таких культовых фильмов обустроил холостяцкую берлогу

    Если деньги есть конечно можно такую берлогу обустроить, даже целых две...



    Ира

    17:09 10.12.2016


    Ольга

    17:09 10.12.2016

    Двое бегунов в Китае умерли во время полумарафона

    У профессиональных спортсменов нет здоровья


    Игорь

    17:05 10.12.2016

    Сотрудники московского аэропорта «Внуково» решили заморозить пассажиров

    Да уж, экономят буквально на всем чем можно, детей жалко, мерзнут.


    Никита

    17:04 10.12.2016

    С 11 декабря в Москве автобус № 59 изменит маршрут

    Согласен с вами Анатолий, автобусы из-за погоды забиты людьми так что лишний не помешает))


    Дмитрий

    17:02 10.12.2016

    Звезда таких культовых фильмов обустроил холостяцкую берлогу

    Писать больше не о чем что ли, как он собирался все это сам делать или рассчитывал на спартанскую обстановку?


    Абай

    17:02 10.12.2016

    Бывший казахстанский банкир Мухтар Аблязов освобождён

    У нас в Казахстане его тоже ждут и встретят как самого лучшего человека.



    Стас

    16:58 10.12.2016

    Сотрудники московского аэропорта «Внуково» решили заморозить пассажиров

    Не удивительно, снега навалило столько, что можно только радоваться, что полеты вообще не отменили


    Макс

    16:58 10.12.2016

    Бывший казахстанский банкир Мухтар Аблязов освобождён

    Ага уже ждут полковник с губернатором.


    Елена

    16:56 10.12.2016

    Бывший казахстанский банкир Мухтар Аблязов освобождён

    Скоро в тюрьме будет свое государство миллиардеров.

    Смотреть Больше