Новое исследование, опубликованное в Журнале Американского химического общества, показало эффективную работу так называемого «чудо-материала», который по сути представляет собой фосфореновые наноленты (PNR).
Этот материал был впервые синтезирован в 2019 году и состоит из ультратонких 2D-слоев толщиной в один атом фосфора. В своих изысканиях ученые рассмотрели целый ряд теоретических вариантов использования этого вещества, включая усовершенствованные батареи, биомедицинские датчики и квантовые вычисления, но до сих пор не находили ему практического применения.
Теперь исследовательская группа из Имперского колледжа Лондона и Университетского колледжа Лондона воплотила теоретические знания в жизнь, продемонстрировав эффект улучшения фотоэлектрических элементов с помощью PNR. Выяснилось, что при использовании в тандеме с перовскитным фотоэлементом, элементы с усилением PNR достигают эффективности выше 21%, что ставит их на один уровень с возможностями традиционных кремниевых элементов.
В области развития солнечной энергетики на перовскиты возлагаются большие надежды, поскольку они широко распространены на земле и легко поддаются обработке. В наши дни наблюдаются определенные сбои с поставками кремниевой продукции и поэтому работа инженеров в поисках возможного аналога кремниевым фотоэлементам является очень актуальной.
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.
Исследовательская группа заявила, что помимо улучшения перовскитных ячеек, экспериментальная проверка PNR также поможет разработать новые технологии для оптоэлектроники, в частности устройств, излучающих или обнаруживающих свет. По словам команды, в дальнейшем они намерены модифицировать поверхность PNR, возможно, еще больше улучшив уникальные электронные свойства материала.
