14
Календарь конференций
  • 8 октября

    Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Эволюция права-2020»

  • 11 – 12 октября

    Научно-практическая конференция студентов, магистрантов и аспирантов II Молодежные Губеровские чтения «Юго-Восточная Азия: история и современность»

  • 18 – 20 октября

    Всероссийская конференция с международным участием «Почвенно-экологические исследования окружающей среды лизиметрическими методами»

  • 26 – 27 октября

    VI Международная научно-практическая конференция «Инновационная экономика и менеджмент: методы и технологии»

  • 22 – 23 ноября

    X Овсянниковская международная эстетическая конференция

  • 24 – 27 ноября

    XVI Международная научно-практическая конференция «Современные информационные технологии и ИТ-образование»

  • 25 – 26 ноября

    VII Юбилейные Соколовские научные чтения «Жанр романа: его прошлое, настоящее и будущее в русской литературе»

  • 3 декабря

    III Межвузовская студенческая конференция «Региональные варианты массовой культуры»

  • 10 декабря

    Международная конференция по общему языкознанию «Наследие трудов Ю.В. Рождественского в XXI веке» — к 95-летию со дня рождения Юрия Владимировича Рождественского (1926-1999)

  • 15 декабря

    Четвертая международная научно-практическая конференция студентов и аспирантов «СМИ и журналистика: слово молодым»

Все конференции
Филиал МГУ в г. Сарове

Проект «Вернадский»
ЗАПИСАТЬСЯ НА ВАКЦИНАЦИЮ
Конкурсы на замещение должностей научных и педагогических работников
Единая поисковая система по зарубежным базам данных
«Университет без границ»
Гранты Президента РФ
20/04/20

Учёные МГУ разработали новый быстрый способ получения плёнок гибридных перовскитов

Сотрудники лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ предложили новый двухстадийный способ формирования тонких плёнок гибридного перовскита с нанесением плёнки реакционного соединения-предшественника на первой стадии и её обработкой его парами метиламина на второй. Результаты работы опубликованы в журнале в журнале Molecules.

Гибридные галогенидные перовскиты — набирающий популярность класс полупроводниковых материалов, обладающих выдающимися оптическими и электронными свойствами. Огромный прогресс в изучении физических свойств этих материалов проделанный за последние 10 лет уже сейчас позволяет учёным создавать на основе гибридных перовскитов лабораторные прототипы солнечных батарей, превосходящих по КПД традиционные кремниевые, а также эффективные образцы светодиодов, радиационных детекторов и других оптоэлектронных девайсов. Ключевой стадией изготовления любых подобных устройств является получение тонкой (200-1000 нм) плёнки гибридного перовскита.

В предыдущих публикациях мы уже рассказывали о другой разработанной сотрудниками лаборатории НМСЭ стратегии получения плёнок гибридных перовскитов из металлического свинца с использованием реакционных расплавов полигалогенидов. Впоследствии развитие данной стратегии позволило учёным разработать собственную технологию получения перовскитных солнечных элементов увеличенной площади с КПД до 17%.

В настоящей работе учёные предложили использовать для синтеза гибридного перовскита реакцию быстрого протонного обмена между открытым ими сольватом и газообразным амином. 

«Гибридные перовскиты (например, CH3NH3PbI3) являются органо-неорганическими соединениями, содержащими органический катион (например, катион метиламмония – CH3NH3+) и неорганический анионный каркас (PbI3-). Йодоплюмбатный каркас такого же состава могут содержать и другие соединения, не обладающие структурой перовскита и содержащие в качестве катионов протонированные органические молекулы большего размера. Если такая органическая молекула является слабым основанием, то при воздействии паров органического амина (сильного основания), будет протекать реакция протонного обмена. В результате образуются катионы аммония (например, метиламмония), которые сформируют структуру перовскита, тогда как молекулы слабого основания напротив перейдут в газовую фазу. Использование в качестве «предшественника» перовскита соединения, содержащего протонированное летучее органическое основание – это ключевая идея нового синтетического подхода», — пояснял заведующий лабораторией новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ и старший научный сотрудник химического факультета МГУ Алексей Тарасов.

Элегантность предложенного подхода заключается в том, что в качестве протонированного основания в соединении-предшественнике выступают молекулы ацетона 3 растворителя, из которого и наносят его в виде тонкой плёнки. С химической точки зрения данное соединение является необычным сольватом, содержащим протонированный ацетон и цепочечные анионы (PbI3-). В силу высокой летучести ацетона новый сольват является очень реакционноспособным и за секунды реагирует с парами метиламина с образованием перовскита. Высвободившийся газообразный ацетон при этом мгновенно улетает. Весь процесс от нанесения плёнки сольвата-предшественника из раствора на основе ацетона до финальной плёнки перовскита занимает 5 минут включая стадию короткого отжига.

«Для большинства традиционных способов получения перовскита характерны низкая движущая сила и относительно низкая скорость физико-химических процессов, в то время как для намечающегося технологического применения необходимы быстрые методы получения плёнок перовскита, включающие минимальное количество стадий. Предложенный способ предполагает нанесение плёнки соединения-предшественника из дешёвого простого в обращении растворителя, ацетона, а затем её короткую (30с) обработку парами метиламина при комнатной температуре и атмосферном давлении. Способ не требует никакого специализированного оборудования, экспрессен и дёшев, что делает его перспективным для масштабирумого изготовления перовскитных солнечных элементов», — заключил Алексей Тарасов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда.