Учёные МГУ разработали способ повышения КПД солнечных батарей

Сотрудники лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ усовершенствовали метод сборки перовскитных солнечных батарей при помощи лазерной резки. Результаты работы были опубликованы в международном журнале ACS Applied aterials & Interfaces.

Также ученые изучили взаимодействие гибридных перовскитов с фокусированным лазерным излучением.

Гибридные галогенидные перовскиты — новый класс полупроводниковых материалов. Они используются в качестве светопоглощающего материала в солнечных батареях нового поколения. На сегодняшний день, рекордный КПД таких солнечных элементов составляет более 25%. Это цифра превышает рекордные значения для наиболее распространенных солнечных элементов на основе поликристаллического кремния.

Ученые в ходе работы провели детальное исследование протекающих термо- и фотохимических реакций под действием мощного лазерного излучения. Они определили основные продукты распада перовскита: молекулярный йод, полииодиды, иодид и оксид свинца. Также специалисты обнаружили, что летучие продукты распада конденсируются на поверхности плёнок перовскита рядом с местом облучения лазерным пучком и приводят к ухудшению морфологии и изменению химического состава светопоглощающего материала. В результате размер «мёртвых зон» в процессе лазерной резки гибридных перовскитов увеличивается.

Сотрудники лаборатории предложили способ минимизации нежелательных процессов деградации плёнок перовскита с помощью применения направленного потока инертного газа в области резки. Данное решение позволило снизить концентрацию газообразных продуктов распада перовскита вблизи поверхности пленки, а также избавиться от продукта окисления свинца, который накапливается в области облучения перовскита.

Как рассказал руководитель исследования Алексей Тарасов, кандидат химических наук, заведующий лабораторией новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ и старший научный сотрудник химического факультета МГУ, данное исследование позволило выявить фундаментальные особенности фото- и термохимической деградации гибридных перовскитов под действием лазерного излучения. А также предложить практический подход по оптимизации методики лазерной резки гибридных перовскитов.