Більше не наосліп. Японські вчені створили першу універсальну модель для прогнозування роботи перовськітів

За останнє десятиліття перовськітні сонячні елементи перетворилися з лабораторної екзотики на головного претендента на роль «вбивці» кремнію.  Вони дешеві у виробництві, гнучкі та напрочуд ефективні. Але досі в цій технології залишалася одна велика біла пляма: інженери навчилися створювати круті панелі, проте не до кінця розуміли, як саме на атомному рівні заряд перестрибує з одного шару на інший. Як пише Іnteresting Еngineering, справжнім проривом у цій галузі стали так звані моношари для збору дірок ( HCM) — ультратонкі «нанопрокладки», які витягують позитивний заряд із перовськіту. Саме завдяки їм ефективність таких елементів підскочила до вражаючих 26,9%. Проте розробка нових матеріалів для цих шарів нагадувала гру в «морський бій»: науковці тикали навпомацки, експериментували з різними молекулами й сподівалися, що цього разу « влучить». Команда під керівництвом професора Хіроюкі Йошиди з Університету Тіба вирішила припинити цей метод « наукового тику». Вони розробили першу універсальну фізичну модель, яка пояснює, як саме вирівнюються енергетичні рівні на стику електрода, моношару та перовськіту. Це фактично « дорожня карта», яка показує, де заряду буде легко бігти, а де він вріжеться в енергетичну стіну. Щоб зазирнути всередину цього наносендвіча, японські вчені поєднали два надскладні методи спектроскопії. Це дозволило їм виміряти роботу виходу та енергію іонізації з аптекарською точністю. Виявилося, що інтерфейс ( місце контакту) треба ділити на дві абсолютно різні зони. На кордоні «електрод — моношар» усе вирішують крихітні електричні диполі — молекули, що працюють як маленькі магніти. А от на кордоні «моношар — перовськіт» діють класичні закони напівпровідникових переходів. Що це дає на практиці? Тепер розробникам не потрібно перебирати тисячі сполук у лабораторії. Модель Йошиди чітко вказує: якщо ви знаєте базові параметри матеріалу, ви можете точно передбачити, чи буде цей шар « гальмувати» сонячну панель, чи навпаки — витисне з неї максимум. Головними факторами виявилися вигин зон ( електричне поле на стику) та висота енергетичного бар'єра. Теги:   Енергія Фізика Дослідження Якщо ви знайшли помилку в тексті, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter