Личный кабинет

Галогенидные перовскиты представляют собой синтетический материал с кристаллической структурой перовскита. Он существенно повысил эффективность солнечных панелей, став аналогом кремния при низкой себестоимости и возможности варьирования состава. Однако галогенидные перовскиты нестабильны при воздействии света, тепла и влаги и токсичны за счет наличия свинца в составе.

По результатам установлено, что в бескислородной среде при внедрении в кристаллическую решетку германий окисляется с +2 до +4, обеспечивая самолегирование материала p-типа. Это повышает потенциал настройки перовскитов.

К тому же выявлена зависимость поведения германия от концентрации: при содержании до 5% он интегрируется в кристаллы, а при большем образует на их поверхности слой иодида, устраняющий дефекты, обусловленные ненасыщенными связями атомов свинца и снижающие эффективность.

Наилучшие результаты были получены для материала на основе цезия и формамидиния. Внесение 1% германия обеспечило фотостабильность на протяжении 2000 ч, повысив структурную упорядоченность и сократив число дефектов. К тому же элемент придал перовскитам радиационную стойкость: при облучении началось образование вакансий иода, затем продукты разложения органического катиона стали накапливаться на границах мелких кристаллов, увеличенных германием, что обеспечило пассивацию дефектов. Вследствие этого после облучения фотолюминесценция материала не падала, а иногда даже усиливалась.

Таким образом, германий повышает устойчивость галогенидных перовскитов и их эффективность, модифицируя наноструктуру за счет обеспечения самолегирования и усиления границ кристаллов.

Полученные результаты послужат для разработки следующего поколения перовскитных материалов, которые повысят эффективность солнечной энергетики и расширят ее применение в космической отрасли.