Сотрудники МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с коллегами из Федеральной политехнической школы Лозанны разработали новый метод, позволяющий получать высококристалличные пленки органо-неорганических перовскитов для солнечных ячеек. Результаты работы опубликованы в журнале Materials Horizons.

Нанонити гибридных органо-неорганических перовскитов являются перспективными материалами для создания светодиодов, лазеров и фотодетекторов на их основе. Однако наиболее многообещающей областью применения таких материалов является разработка перовскитных солнечных ячеек. Сейчас ученые пытаются найти новые методы производства этих материалов.

Микрофотографии пленок перовскита с различной морфологией, полученные с помощью разработанного метода. Алексей Тарасов

В своей работе авторы исследования обнаружили несколько новых соединений — полииодидов. «На вид это вязкие жидкости темно-коричневого цвета с металлическим отблеском, получаемые из двух твердых порошков, которые буквально плавятся на глазах при смешении. Жидкое состояние таких соединений позволяет не использовать опасные растворители, а их химический состав способствует образованию необходимого перовскита при контакте с пленкой металлического свинца или его соединениями. В результате химической реакции между пленкой свинца и жидкими полииодидами образуется пленка перовскита, состоящая из крупных взаимопроникающих кристаллов», — рассказал руководитель исследования, заведующий лабораторией новых материалов Алексей Тарасов.

Получение высококристалличной пленки органо-неорганических перовскитов. Алексей Тарасов

Пленки из жидких полииодидов наносят на свинец с помощью так называемого метода спин-коатинга. Для этого на стеклянную подложку с помощью термического напыления нанесят слой свинца, затем ее закрепляют на вращающемся стержне и раскручивают. На вращающуюся подложку капают полииодид, после этого избыток непрореагировавшего вещества смывают растворителем. В результате получаются пленки перовскита толщиной от 200 до 700 нм. Авторы работы показали, что можно изменить состав наносимых полииодидов и, как следствие, подобрать состав, обладающий оптимальной стабильностью.

В настоящее время в лаборатории продолжаются работы по исследованию свойств обнаруженных полииодидов и разработке на их основе технологии получения солнечных ячеек с высокой эффективностью.