Новые композитные пленки неорганических перовскитоподобных иодидов для твердотельных фотовольтаических устройств

Твердотельные фотовольтаические устройства на основе перовскитоподобных соединений являются одним из наиболее перспективных классов солнечных элементов, эффективность конверсии солнечной энергии которых напрямую зависит от архитектуры ячейки, состава и микроморфологии материалов, условий сборки устройств. Наиболее значимые результаты на перовскитных солнечных элементах на сегодняшний день были получены для устройств со светопоглощающим компонентом общего состава APbX3, где A – крупные катионы метиламмония или формамидиния, - эффективность таких устройств превысила 23%. Тем не менее, результаты циклирования перовскитных устройств указывают на необходимость поиска новых соединений, обладающих большей резистивностью к процессам термического разложения, гидролиза и окисления в процессе циклирования. В этой связи, перспективной заменой органо-неорганических соединений представляются полностью неорганические галогениды с перовскитоподобной структурой. Важными критериями с точки зрения выбора перспективных соединений являются величина оптической ширины запрещенной зоны, наличие фотолюминесцентных процессов, время жизни неравновесного носителя заряда не менее 0,1 мкс. С учетом данных критериев перспективными представляются иодостаннаты (II, IV), иодокупраты(I), а также иодогаллаты, иодоиндаты, и иодоантимонаты цезия, а также их производные. В качестве наиболее масштабируемых подходов для формирования пленочных структур на основе выбранных соединений рассматриваются растворные методы (центрифужное нанесение) и физические методы нанесения покрытий. В рамках проекта будет составлен перечень наиболее перспективных иодидных систем для перовскитных солнечных элементов, архитектура которых учитывает как специфику энергетических зон ее компонентов, так и возможность гетерогенного роста фаз при послойном нанесении, вероятность эпитаксиального роста, возможности достижения высокой сплошности функциональных слоев в составе твердотельного солнечного элемента. Будет исследована термическая и химическая стабильность функциональных слоев в составе устройств в различных режимах.