Учёные выяснили, что перовскитные солнечные батареи показывают впечатляющую эффективность выше 26%, однако их широкое применение ограничено низкой стабильностью в реальных условиях. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.
Одной из главных причин деградации является взаимодействие перовскитного слоя с оксидом цинка (ZnO), который используется как электронно-транспортный материал благодаря высокой прозрачности, хорошей электронной подвижности и возможности создания тонких гибких плёнок при низких температурах. Несмотря на это, прямой контакт ZnO с перовскитом вызывает разрушение активного слоя из-за химических особенностей поверхности.
Исследователи из ФИЦ ПХФ и МХ РАН изучили влияние разных способов нанесения ZnO на стабильность классического перовскита MAPbI3 и нового безметиламмониевого Cs0,12FA0,88PbI3. С помощью комплексного анализа поверхности (XPS, XRD, TGA, ИК-спектроскопия) они определили три ключевые группы, влияющие на взаимодействие ZnO и перовскита.
Ацетатные группы, остатки прекурсора из методов золь-гель, разрушают MAPbI3 за 250 часов, замещая йод в структуре, но почти не влияют на Cs0,12FA0,88PbI3. Гидроксильные группы, которые появляются при безрастворных методах нанесения (термическое окисление, магнетронное распыление, ALD), действуют как сильные основания и вызывают быструю деградацию обоих материалов, отрывая протоны из органических катионов перовскита. Чем выше концентрация OH-групп, тем быстрее разрушение. Аминные группы также участвуют во взаимодействиях, хотя детали их влияния пока не раскрыты.
Результаты позволяют понять фундаментальные механизмы разрушения перовскитных слоёв при контакте с ZnO и помогут разработать новые технологии нанесения, которые увеличат долговечность солнечных элементов и приблизят их коммерческое использование.
Учёные синтезировали новый пористый полимер на основе двухвалентного европия. Этот полимер можно применять в люминесцентной термометрии — методе измерения температуры по свечению, востребованном для контроля перегрева оборудования и оценки теплоизоляции. Благодаря пористой структуре материал также пригодится как сорбент для очистки воздуха и воды от токсичных примесей.