Ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с научной группой под руководством всемирно известного ученого в области фотовольтаики Михаэля Гретцеля (EPFL, Швейцария) нашли причину, приводящую к формированию органо-неорганических перовскитов в виде нанонитей. Результаты исследования опубликованы в журнале Chemistry of Materials.
Исследователи предложили новый метод получения перовскита с нитевидной морфологией путем ряда топотактических превращений. С использованием последовательного ионного обмена были получены нанонити кристаллов перовскита с различным катионным и анионным составом. Ученые выяснили, что сначала начинает кристаллизоваться не перовскит, а промежуточная «белая» фаза — аддукт, — образующаяся в форме протяженных нанонитей. При дальнейшем нагревании эта промежуточная фаза превращается в перовскит, который наследует нитевидную морфологию. Образование и последующий распад этой промежуточной фазы и динамику образования из нее перовскита удалось впервые проследить экспериментально.
«Полученные результаты вносят ясность в процесс кристаллизации перовскита из жидких фаз, и представляют интерес для совершенствования методик изготовления пленок перовскита, в частности, в подходе получения пленок аддуктов перовскита с их последующей конверсией в перовскит. Такой подход уже позволил получить перовскитные солнечные ячейки с эффективностью более 19% и его дальнейшее развитие представляет большой интерес», — рассказал соавтор публикации Алексей Тарасов, заведующий молодежной лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах.
Перовскитные солнечные ячейки на основе органо-неорганических материалов со структурой перовскита представляют собой новый класс фотовольтаических устройств. С момента создания первого прототипа перовскитной солнечной ячейки в 2009 году, ее эффективность за несколько лет возросла в несколько раз и сегодня уже превышает 22%. Благодаря простому и экономичному способу производства таких ячеек, они могут составить конкуренцию кремниевым аналогам уже в ближайшем будущем.
[Изображение: Нитевидные кристаллы органо-неорганического перовскита для солнечных элементов (растровая электронная микроскопия) / Е.А.Гудилин, МГУ имени М.В. Ломоносова]
[Публикация подготовлена Центром популяризации научных знаний МГУ им. М.В. Ломоносова]
