FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2019
176 городов
September – November 2019
312 cities
11-13 октября 2019
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

Окно в мировую науку

Как 25-летний зарубежный опыт работы пригодился в России, почему у лаборатории не было переходного периода после окончания мегагранта и как ученые заглянули из XVIII ве

Раскрыт секрет магического фрукта

В Западной Африке существует растение, которое люди называют не иначе как магическим фруктом. Человек, съевший несколько плодов, перестаёт ощущать кислый вкус, и, например, лимоны для него становятся сладкими.

Ученые обучили нейросеть определять пол человека по написанному тексту

Окололунная орбита

Окололунную орбиту не следует путать с орбитой луны — траекторией движения Луны относительно Земли.

Найти четыре из миллиарда

13 мая 2015 года в журнале Nature вышла в свет статья об открытии, важном для дальнейшего понимания устройства Вселенной.