FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь
176 городов
September – October
176 cities
12-14 октября 2018
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры

Новый метод получения плёнок для солнечных элементов

Сотрудники факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова объяснили ключевые механизмы взаимодействия гибридных перовскитов с растворителями и на основе полученных результатов предложили новые подходы к получению перовскитного светопоглощающего слоя тонкоплёночных солнечных элементов из слабокоординирующих апротонных растворителей. Результаты работы опубликованы в журнале Chemistry of Materials.

 

Предложенная авторами схема превращений компонентов перовскита в растворе

На сегодняшний день тонкоплёночные солнечные элементы на основе гибридных перовскитов уже достигли КПД 23,2%, превзойдя традиционные солнечные батареи на основе кремния. При этом светопоглощающий слой перовскита в таких устройствах может быть получен более простыми и дешёвыми растворными методами. В новом исследовании, выполненном в лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах под руководством заведующего лабораторией к.х.н. Алексея Тарасова, молодые учёные исследовали процессы кристаллизации перовскита из обладающего необычными свойствами растворителя — лактона.

 

«Разрабатывая новые инновационные безрастворные методы получения солнечных элементов в нашей лаборатории, мы уделяем большое внимание фундаментальным аспектам химии перовскитов. Это традиционная особенность материаловедческой школы МГУ, отличающая нас от большинства мировых групп», — рассказывает Алексей Тарасов.

Для нанесения тонких плёнок перовскита из растворов обычно используются два растворителя: диметилсульфоксид и диметилформамид. Однако более ранние работы учёных МГУ показали, что кристаллизация из них протекает через образование промежуточных соединений — кристаллосольватов, которые могут ухудшать морфологию и функциональные свойства перовскитного слоя.

В качестве растворителя для перовскита был известен также лактон, проявляющий так называемую ретроградную растворимость (при повышении температуры растворимость перовскита в нём понижается). Эту особенность исследователи широко применяли для получения монокристаллов, а попытки получить тонкую плёнку заканчивались формированием отдельных кристаллитов на подложке. Долгое время причины такого необычного поведения растворов перовскитов в лактонах были неизвестны. Считалось, что взаимодействие перовскит-лактон настолько слабое, что он даже не образует с ним сольватов. Однако учёные обнаружили, что существует как минимум три вида кристаллосольватов перовскита с лактонами, а некоторые из них имеют уникальную кластерную структуру. Стало ясно, что равновесия в растворах перовскита в лактонах значительно сложнее, чем представлялось ранее.

«Мы установили, что при комнатной температуре перовскит растворяется с образованием таких кластеров, а при нагреве они распадаются до малоразмерных комплексов. Это приводит к пересыщению и выпадению перовскита из раствора в виде монокристаллов. Мы показали, что именно выпадение кластерного аддукта вместо перовскита препятствовало получению тонких плёнок из этого растворителя и на основе понимания процессов, протекающих при растворении перовскита в лактоне, мы предложили подходы, направляющие кристаллизацию перовскита в обход образования кластеров, что впервые позволило получить из него качественные плёнки. Это отличный пример практического применения фундаментальных химических знаний для решения прикладных материаловедческих задач — именно того, что во всем мире принято называть фундаментальным материаловедением», — комментирует Алексей Тарасов.

Исследование проходило в сотрудничестве с учёными Курчатовского центра синхротронного излучения.

Напомним, что о разработках в области новейших солнечных батарей, так называемых «перовскитных солнечных элементах», которые активно ведутся коллективом учёных факультета наук о материалах и химического факультета МГУ, были опубликованы материалы:

 

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

10 животных, которые перевернули науку

Наука – штука несправедливая. Ради того, чтобы человек получил Нобелевскую премию или запатентовал новое лекарство, страдают тысячи крыс, мышей, кроликов, лягушек и прочих тварей.

Где спрятаны 400 тонн золота и серебра?

«Медный свиток» —  одна из знаменитых кумранских рукописей, но это не литературное произведение, а список мест, в которых как будто бы сокрыты различные предметы из золота и серебра.

Новый вид бесхлорофилльного растения рода Seychellaria

Ученые МГУ совместно с коллегой из Королевских ботанических садов Кью (Великобритания) нашли на о. Мадагаскар новый вид растения из рода Seychellaria и назвали его Seyc

Почему карандаш не пишет на руках, а ручка пишет?

«Глобальные проблемы не решить «ядерной дубинкой». Александр Хлунов — о поддержке молодых ученых и перспективных направлениях исследований