Изменив структуру двумерных перовскитовых материалов, ученые Саудовской Аравии и США продлили срок работы так называемых горячих носителей — эффективных, но считавшихся хрупкими.

Гибридные органическо-неорганические перовскиты — привлекательный материал для солнечной энергетики, поскольку производство таких фотоэлементов обходится дешевле, чем из кремния. Однако, их стабильность в долгосрочной перспективе сомнительна, пишет Phys.org.

В качестве альтернативы трехмерным гибридным перовскитам ученые могут предложить двухмерные, которые обладают повышенной стабильностью и влагостойкостью. Загвоздка в том, что охлаждение горячих носителей в этих материалах не изучалось прежде досконально. Этот пробел и заполняет исследование специалистов из KAUST и Технологического университета Джорджии.

Горячие носители формируются энергией солнечного света, от низкоэнергетического инфракрасного спектра до высокоэнергетического ультрафиолетового. Солнечные панели улавливают эту энергию, когда фотоны приводят электроны в возбужденное состояние. Однако высокоэнергетический свет провоцирует появление чрезмерно возбужденных горячих носителей, которые растрачивают энергию быстрее, чем современные солнечные материалы могут ее уловить.

Ученые задались вопросом, может ли изменение органического компонента гибридного двухмерного перовскита замедлить охлаждение горячего носителя.

Они исследовали перовскит с йодидом свинца в сочетании с тремя различными органическими компонентами и обнаружили между ними существенные отличия. Оказалось, что этаноламин замедляет процесс охлаждения лучше всего.

Следующая цель команды ученых — разработка архитектуры солнечных элементов на основе двухмерных перовскитовых материалов и изучение динамики горячих носителей в различных сочетаниях.