Специалисты лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ детально исследовали взаимодействие гибридных перовскитов с фокусированным лазерным излучением. Результатом стала разработка усовершенствованного метода сборки перовскитных солнечных батарей при помощи лазерной резки.

Гибридные галогенидные перовскиты образуют новый класс полупроводниковых материалов. Используя их как светопоглощающий материал, в перовскитных солнечных элементах, удается поучить КПД более 25%, что лучше рекордных значений для наиболее распространенных сейчас солнечных элементов из поликристаллического кремния.

Чтобы сформировать солнечную батарею большой площади, большой лист обычно разрезают на полоски, которые затем соединяются последовательно. Это позволяет повысить напряжение и КПД получаемого модуля. Однако повышать КПД панели мешает одновременное увеличение площади «мёртвых зон» — участков в соединениях, не участвующих в генерации. Для уменьшения размеров мёртвых зон необходимо совершенствовать технологию лазерной резки материалов, используемых в солнечном элементе.

Сложность заключается в том, что перовскитный солнечный элемент состоит из нескольких слоёв, и разрезать необходимо только некоторые из них — так, чтобы не были повреждены остальные, в частности, вследствие каскада термохимических и фотохимических реакций с выделением газообразных продуктов распада, затрудняющих управление параметрами резки.

Исследователи изучили указанные реакции методом спектроскопии комбинационного рассеяния и определили основные продукты распада перовскита под действием мощного лазерного излучения. Кроме того, они обнаружили, что летучие продукты распада конденсируются на поверхности плёнок перовскита, увеличивая размеры мёртвых зон.

Предложенный метод минимизации нежелательных процессов заключается в подаче в область резки направленного потока инертного газа.