Medlemmar av Laboratory of New Materials for Solar Energetics, arbetar vid fakulteten för materialvetenskap, i samarbete med sina kollegor från fakulteten för kemi vid Lomonosov Moscow State University har erhållit högkristallina organisk-oorganiska perovskitfilmer för solceller. Deras resultat publiceras i tidskriften Material horisonter .

Forskarna har tidigare arbetat med nanotrådar av hybrida organisk-oorganiska perovskiter, som är lovande för skapandet av lysdioder, lasrar och fotodetektorer. Dock, den mest lovande tillämpningen för dessa ämnen är utarbetandet av perovskitsolceller – nämligen, nästa generations solceller. Dessa enheters effektivitet har ökat flera gånger under de senaste fem åren, och omfattar nu till och med mer än 22 procent. Detta är betydligt högre än den maximala effektiviteten för polykristallina kiselsolceller. Verkningsgraden för de mest populära industritillverkade solcellerna är 12 till 15 procent.

Det finns två huvudsakliga metoder för att erhålla detta material. Den första involverar en beläggning av ångformiga kemiska medel, och den andra är lösningskristallisation. Projekt som syftar till att förbättra dessa metoder har utvecklats intensivt de senaste åren. Dock, ytterligare perspektiv på dessa tillvägagångssätt är nästan uttömda.

Alexey Tarasov, doktor i kemi, chefen för laboratoriet och studieledaren säger, "Som en del av studien, vi har hittat flera nya föreningar - polyjodider, som är flytande vid rumstemperatur, och har unika egenskaper. De ser ut som trögflytande vätskor av mörkbrun färg med en metallglimt, erhållen från två fasta pulver, som helt enkelt smälter under mixning. Deras flytande tillstånd gör dem till ett bra substitut för farliga lösningsmedel och, deras kemiska sammansättning bidrar till bildandet av en nödvändig perovskit vid kontakt med en metallisk blyfilm eller andra blyföreningar. Som ett resultat av den kemiska interaktionen mellan blyfilm och polyjodidsmältor, en perovskitfilm som består av stora interpenetrerande kristaller bildas."

Polyjodsmältor avsätts på bly med hjälp av en så kallad spinnbeläggningsteknik. För det här syftet, ett glassubstrat med blyskikt fixeras på en virvlande stav och roterar. Polyjodid hälls på det virvlande glassubstratet och återstoden spolas med isopropanol. Detta ger stabila perovskitfilmer från 200 till 700 nm i tjocklek.

Labbet fortsätter för närvarande att studera egenskaperna hos upptäckta polyjodider och utvecklande teknologier för att erhålla solceller med hög effektivitet.