Соединения висмута в последнее время привлекли повышенное внимание как потенциальные нетоксичные и дефектоустойчивые солнечные поглотители. Однако, многие такие материалы, исследованные недавно, демонстрировали неудовлетворительные фотоэлектрические характеристики.

Исследователи из Кембриджа (Великобритания) детально изучили теоретическими и экспериментальными методами один из таких материалов — оксийодид висмута (BiOI). Результаты, которые они представили в журнале Advanced Materials, свидетельствуют, что солнечные панели на основе данного соединения висмута могут преобразовывать энергию света в электричество с эффективностью до 22%, что делает их конкурентоспособными по сравнению с наиболее продвинутыми солнечными батареями из высокочистого кремния, представленными сегодня на рынке.

Авторы установили, что оксийодид висмута столь же устойчив к дефектам (антиструктурным и вакансиям), как и свинцовые галоидные перовскиты, однако соседствующий со свинцом в периодической таблице висмут, в отличие от него абсолютно не токсичен и даже широко применяется в косметике. Кроме того, BiOI выгодно отличается от перовскитов стабильностью в воздушной среде: в тестах он сохранял свои фотоэлектрические свойства на протяжении не менее 197 дней.

Конструкция из слоя поглотителя BiOI, и двух оксидных электродов продемонстрировала рекордную производительность с внешним квантовым выходом до 80%. Подобные устройства можно изготавливать с помощью стандартных производственных технологий, что обеспечит требуемую степень масштабирования и низкую себестоимость.