Разработан новый способ производства перовскитных пленок для солнечных батарей

Исследователи из Университета Гронингена использовали лезвие и раствор для погружения, чтобы создать стабильные 3D-пленки из йодистого свинца с формамидинием (FAPbI3). Материал используется в фотоэлектрических панелях.

FAPbI3 – перовскит, разновидность минералов с химической формулой ABX3. Если представить структуру в виде кубического блока, на позиции Х находятся анионы, формирующие восьмигранник с центральным анионом в узле В. В углах стоят катионы А. Именно они ухудшают характеристики FAPbI3, не позволяя эффективно использовать перовскит в солнечных батареях, сообщает sciencedaily.com. Ионы формамидиния на позиции А дестабилизируют структуру. Профессор Мария Антониэтта Лой с докторантом Сампсоном Аджокаце нашли решение проблемы.

Пленки из материала содержат смесь фотоактивных и неактивных фаз. Последние мешают использовать перовскит в солнечных батареях. В поисках решения, Аджокаце экспериментировал с разными структурами, где формамидиний заменяла большая молекула 2-фенилэтиламмоний. Он синтезировал 2D-перовскит, который затем тонкой пленкой наносился на поверхность ножевым устройством, наподобие скребка-лопатки. Инструмент используется в промышленных процессах, вроде печати.

«Вы распределяете материал лезвием, — объяснил Аджокаце. – Инструмент можно настроить так, чтобы получать пленку, толщиной около 500 нм. Это двухмерное покрытие очень гладкое и содержит кристаллические домены, размером до 15 мкм. Пленки на основе йодистого свинца с 2-фенилэтиламмонием стали сырьем для получения 3D-покрытия из FAPbI3».

Материал был изготовлен за счет погружения заготовки в раствор, содержащий йодид формамидиния. В результате катионного обмена выросла трехмерная пленка. Формамидиний в ней заменил 2-фенилэтиламмоний.

«Структура имеет большую фотолюминесценцию, в сравнении с прошлыми аналогами. Она также дольше сохраняет стабильность под действием света и влаги, - сказала Лой. – Мы получили масштабируемый метод производства высококачественных пленок для перовскитных солнечных батарей».

-------------------------------------------------------------------

Хотите оперативно узнавать о выходе других полезных материалов на сайте "ГИС-Профи"?
Подписывайтесь на нашу страницу в Facebook.
Ставьте отметку "Нравится", и актуальная информация о важнейших событиях в энергетике России и мира появится в Вашей личной новостной ленте в социальной сети.