Forskare från Skoltech, IPCP RAS, MSU och UFU har övervägt tillämpningen av framväxande solceller i rymdfarkoster och satelliter och undersökt strålningsstabiliteten hos perovskitsolceller med avseende på exponering för gammastrålning. Resultaten av denna studie publicerades i Journal of Physical Chemistry Letters .

Perovskite solceller representerar en mycket lovande framväxande solcellsteknik (PV). Sedan utvecklingen av de första solcellerna baserade på komplexa blyhalogenider med perovskitstruktur 2009, deras effektomvandlingseffektivitet (PCE) har ökat från 3,8 procent till cirka 24 procent. Dessa framsteg är oöverträffade inom PV-teknik. Perovskite solceller anses vara framtiden för solcellsteknik, och en trolig ersättning för dyra Si-baserade solpaneler. Förutom låg tillverkningskostnad, perovskite solceller är mycket lättare än traditionella solceller, vilket gör dem attraktiva för rymdapplikationer.

Forskargruppen ledd av Prof. Pavel Troshin var bland de första grupperna som utforskade potentiella tillämpningar av perovskitsolceller i satelliter och rymdfarkoster. Skoltech Ph.D. Student Aleksandra Boldyreva förklarar huvudresultatet av sitt arbete:"Solceller i rymden ska inte bara tåla en allvarlig solstrålning, men måste också vara tolerant mot höga doser av gammastrålar för att uppnå stabil drift i flera år. I vårt arbete, vi undersökte en komplex blyhalogenid Cs _0,15 MA _0,10 FA _0,75 Pb(Br _0,17 jag _0,83 ) ₃ med ett perovskitkristallgitter. det är känt i litteraturen som trippelkatjonperovskit, och anses vara den mest stabila inom denna familj av material.

"De tunna perovskitfilmerna och solcellerna exponerades för gammastrålar i doser upp till 5000 Gy. Solcellerna verkade vara ganska stabila när de exponerades för 300 Gy g-strålar, men högre doser resulterade i en snabb avklingning av kortslutningsströmtätheten ( J _sc ) och energiomvandlingseffektiviteten för enheterna. Med hjälp av en uppsättning kompletterande analytiska tekniker, vi har avslöjat att huvudorsaken till nedbrytning av enheten är relaterad till halidfassegregering inducerad av gammastrålar. Med andra ord, jag ^- och Br ^- joner lämnar gittret av en blandad kristall och tenderar att bilda separata amorfa eller kristallina domäner anrikade med brom eller jod. Den ovanliga effekten av halidfassegregation inducerad av gammastrålar avslöjades av vår grupp för första gången."

För att sammanfatta, Skoltech-forskare har kommit fram till att nuvarande blandade halogen-trippelkatjonperovskiter inte är lämpliga för rymdtillämpningar. Nya typer av material med ökad stabilitet krävs, vilket för närvarande är ett av huvudmålen för Prof. Troshins forskargrupp.