luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Categories:

Ученые МГУ придумали, как повысить фотохимическую стабильность материалов

Сотрудники МГУ имени М.В. Ломоносова предложили новый способ, как повысить стабильность тонких пленок гибридных галогенидных перовскитов к свету и нагреванию. Это оказалось возможно за счет «пассивации» дефектов в материале: ученые наносили тонкий слой особого вещества, который заполнял «молекулярные дыры» и служил эффективным барьером от внешних воздействий. Исследование открывает новые возможности для создания более долговечных тонкопленочных перовскитных солнечных батарей. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда, опубликованы в престижном международном журнале Chemistry of Materials.



«Первые солнечные элементы, использующие в качестве светопоглощающего слоя галогенидные перовскиты, были предложены в 2011 году. С того времени рекордный КПД таких устройств увеличился с 3,8% до 25,9% в 2021-м, превзойдя таким образом эффективность традиционных кремниевых солнечных батарей», — рассказал Алексей Тарасов, кандидат химических наук, заведующий лабораторией новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ.

Дополнительным преимуществом перовскитных солнечных элементов является возможность нанесения всех активных слоев с использованием простых растворных технологий, что может значительно удешевить производство. Вместе с тем их основным недостатком остается сравнительно низкая устойчивость к воздействию повышенных температур и длительного облучения. В своей новой работе ученые факультета наук о материалах МГУ имени М.В. Ломоносова выяснили, как увеличить стабильность пленки перовскита при помощи обработки ее поверхности.

«В последние годы активно развиваются методы улучшения свойств и стабильности гибридных галогенидных перовскитов за счет введения солей крупных молекулярных катионов. В большинстве случаев такой эффект достигается за счет формирования этими ионами двумерного слоя перовскита на поверхности трехмерного», — объяснил Сергей Фатеев, научный сотрудник лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ.

Сами по себе двумерные гибридные перовскиты обладают сравнительно низкой фотостабильностью, поэтому не могут рассматриваться в качестве эффективного защитного барьера. В данном исследовании авторы продемонстрировали, что добиться улучшения фотостабильности возможно путем формирования на поверхности трехмерного перовскита очень тонкого «мономолекулярного» слоя пассивирующего агента. Для того чтобы такой слой был плотным и стабильным, в качестве пассиватора был выбран иодид протонированной аминоудекановой кислоты, катионы которой не только компенсируют вакансии («дыры») катионов метиламмония на поверхности перовскита, но и формируют между собой прочные водородные связи за счет концевых карбоксильных групп.

Для формирования такого слоя достаточно просто обработать поверхность пленки перовскита разбавленным спиртовым раствором соответствующей соли. В результате снижается концентрация поверхностных дефектов, запускающих реакции фотохимического разложения материала и ускоряющих его деградацию. Также это многократно замедляет ухудшение оптических свойств перовскита при длительном облучении.

Дальнейшие исследования группы будут направлены на применение подхода в создании более надежных и долговечных тонкопленочных солнечных элементов.

Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда

Разместила Наталья Сафронова


Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)

Tags: Россия, материал, технологии
Subscribe

Posts from This Journal “технологии” Tag

promo luckyea77 november 4, 21:52 5
Buy for 10 tokens
В прошлом посте " Эпоха интеллекта" я публиковал эссе генерального директора OpenAI Сэма Альтмана. В нем Альтман пишет, что мы можем представить себе возможности создавать любое программное обеспечение, которое только можно представить, и многое другое. Недавно я с помощью нейросети создал…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments