5
Календарь конференций
  • 5 апреля

    Moscow CTF School 2020 – командные соревнования по компьютерной безопасности CTF для школьников

  • 16 декабря – 5 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по менеджменту и международному бизнесу

  • 22 февраля – 11 апреля

    Открытые курсы для школьников (10-11 классы) «Обществознание. Основы Конституции. Права человека»

  • 13 – 17 апреля

    Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2020»

  • 20 февраля – 13 апреля

    Универсиада "Ломоносов" по маркетингу 2019/2020 учебного года

  • 14 – 17 апреля

    Международный конгресс молодых ученых

  • 30 ноября – 15 апреля

    Универсиада «Ломоносов»-2020 по прикладной математике и информатике

  • 21 – 24 апреля

    Россия и Греция: языковые и культурные связи

  • 1 марта – 24 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по филологии

  • 10 марта – 30 апреля

    Универсиада "Ломоносов" по государственному управлению

Все конференции
22/12/17

В МГУ объяснили причину деградации золотых электродов в перовскитных солнечных ячейках

Схематичное изображение механизма деградации золотого электрода путем его взаимодействия с формирующимся высокореакционным полииодидным расплавом из продуктов деградации перовскита под действием УФ-облучения
Схематичное изображение механизма деградации золотого электрода путем его взаимодействия с формирующимся высокореакционным полииодидным расплавом из продуктов деградации перовскита под действием УФ-облучения

Сотрудники факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова объяснили механизм деградации золотых электродов в перовскитных солнечных ячейках под действием УФ облучения. На основе полученных данных учёные предложили варианты создания более стабильных перовскитных солнечных элементов. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговом журнале Journal of Materials Chemistry A.

Перовскитные солнечные ячейки на основе органо-неорганических материалов со структурой перовскита представляют собой новый класс фотовольтаических устройств (устройств, способных вырабатывать электрический ток под воздействием света). С момента создания первого прототипа перовскитной солнечной ячейки в 2009 году её эффективность за несколько лет возросла в несколько раз и на сегодняшний день достигает 22,6%.

Металлическое золото активно реагирует с полииодидным расплавом MAI-nI2, образуя фазу (MA)2Au2I6 черного цвета
Высокая эффективность, низкая стоимость и нетоксичность производства делают перовскитные солнечные ячейки конкурентоспособными кремниевым аналогам, которые сейчас широко используются. Кроме того, на основе перовскитных ячеек также возможно создавать тонкие и гибкие солнечные батареи.

Однако в настоящий момент перед внедрением перовскитных материалов в промышленное производство солнечных батарей стоит несколько препятствий. Например, такие солнечные ячейки мало стабильны в реальных эксплуатационных условиях. Наиболее уязвимым компонентом ячеек является светопоглощающий перовскитный материал, крайне чувствительный к влажности, высоким температурам и ультрафиолетовому излучению.

Учёные МГУ показали, что причиной деградации ячеек может служить разрушение золотого электрода под действием продуктов фотохимического разложения перовскита с образованием многокомпонентных иодоауратов (соединений золота с йодом). Способными к разрушению золота реагентами оказались открытые в этом году в МГУ реакционные расплавы полииодидов: соединения этого класса превращают слой металлического свинца в перовскит.

Исследователи также выяснили, что высокореакционные полииодидныерасплавы могут также формироваться в процессе фотохимического разложения перовскита и интенсивно реагировать с золотом, образуя побочное соединение (MA)2Au2I6.

«Локальное образование полииодидного расплава при УФ-индуцированной деградации перовскита является критическим фактором с точки зрения химической стабильности не только металлических электродов, но и органических дырочно-проводящих слоев, находящихся, как правило, между электродом и светопоглощающим материалом. Таким образом, золото в перовскитных солнечных ячейках уже не может считаться наиболее подходящим электродным материалом и должно быть заменено на более инертные и дешевые аналоги, поиск которых интенсивно ведется в том числе на нашем факультете» — рассказал руководитель исследования Алексей Тарасов, кандидат химических наук, заведующий лабораторией новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ.

Таким образом, учёные из МГУ выяснили, что золото — не самый удачный металл для изготовления перовскитных ячеек. Он оказался нестабильным и кроме того достаточно дорог. Исследователи предлагают вместо золота использовать углерод или медь, которые значительно дешевле и, вероятно, стабильнее в эксплуатационных условиях.

Работа поддержана группой Компаний «ЕвроСибЭнерго», индустриальным партнером факультета наук о материалах МГУ. Исследование проходило в сотрудничестве с учеными Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария).