Исследование фундаментальных физико-химических закономерностей процессов формирования материалов и каскадных структур для фотоэлектрических устройств на основе перовскитов

Разработка новых типов высокопроизводительных и недорогих преобразователей солнечной энергии, способных заменить широко используемые кремниевые, является одним из наиболее перспективных направлений развития возобновляемой энергетики в мире. Появление таких материалов в будущем позволит снизить зависимость человечества от использования органического топлива и обеспечит возможность его устойчивого развития в гармонии с окружающей средой. В настоящее время наиболее перспективным и динамично развивающим направлением в солнечной энергетике является создание солнечных элементов на основе гибридных органо-неорганических перовскитов (MAPbHal). Их применение позволило получать эффективность однопереходного элемента до 18%, и более 20% для тандемных архитектур преобразователей солнечной энергии. В рамках заявленного проекта будут разработаны научные основы создания гибридных монолитных фотоэлектрических тандемов (каскадных структур) на основе органо-металлических перовскитов (MAPbHal) в качестве промежуточного фотоактивного слоя и органических и/или кремниевых элементов. В разработанных элементах будут использованы структуры на основе перовскитов с высокой подвижностью носителей зарядов и впервые исследованы интегрированные в тандемные структуры кристаллические органические пленки, помещенные между прозрачными гибкими электродами из ориентированных углеродных нанотрубок (nanoforest), что определяет высокую степень научной новизны работы. Результаты, полученные при выполнении проекта, позволят решить проблему создания нового типа недорогих и высокопроизводительных (PCE не менее 25%) преобразователей солнечной энергии на основе тандемных элементов, что имеет большое научное и практическое значение для развития альтернативной энергетики в России. Таким образом, решение научно-технических задач проекта позволит создать необходимый базис для разработки и внедрения высокоэффективных устройств преобразования солнечного излучения в электроэнергию, основанных на использовании гибридных перовскитных ячеек объединённых в тандемные структуры с полимерными и кремниевыми элементами.