Ученые, работающие в МГУ имени М.В. Ломоносова, нашли новый способ повышения устойчивости тонких пленок гибридных галогенидных перовскитов к воздействию света и тепла. Он заключается в «пассивации» дефектов, выступающих слабыми местами в материале, с которых начинается его разрушение. Покрывая поверхность тонким слоем особого вещества, материаловеды смогли заполнить «молекулярные дыры» и сформировать барьер, устойчивый к внешним воздействиям. По словам исследователей, их работа открывает новые возможности для создания более долговечных тонкопленочных перовскитных солнечных батарей.

«Первые солнечные элементы, использующие в качестве светопоглощающего слоя галогенидные перовскиты, были предложены в 2011 году. С того времени рекордный КПД таких устройств увеличился с 3,8% до 25,9% в 2021, превзойдя таким образом эффективность традиционных кремниевых солнечных батарей», — рассказал Алексей Тарасов, кандидат химических наук, заведующий лабораторией новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ.

К достоинствам перовскитных солнечных элементов относится возможность нанесения всех активных слоев с использованием простых растворных технологий. Это может значительно удешевить производство таких солнечных элементов. Основным же их недостатком остается сравнительно низкая устойчивость к воздействию повышенных температур и длительного облучения. Улучшения фотостабильности можно добиться за счет формирования на поверхности трехмерного перовскита очень тонкого «мономолекулярного» слоя пассивирующего агента. В таком качестве ученые решили использовать иодид протонированной аминоудекановой кислоты, катионы которой не только компенсируют вакансии («дыры») катионов метиламмония на поверхности перовскита, но и прочно связаны между собой за счет концевых карбоксильных групп. Для формирования слоя достаточно обработать поверхность пленки перовскита разбавленным спиртовым раствором указанной соли.