Ученые применили «допинг» для солнечных батарей

Сотрудники лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах (ФНМ) МГУ и химического факультета МГУ совместно с коллегами из Курчатовского института впервые применили метод «допинга» для улучшения характеристик перовскитных солнечных батарей.

В качестве модификатора поверхности пленок гибридного перовскита было предложено использовать 2-(2-карбоксиэтил)-1,1,1-триметилгидразиний, более известный как мельдоний. Это вещество, получившее широкую известность как спортивный «допинг», оказалось эффективным для повышения стабильности перовскитного материала при повышенных температурах (65 °C) и улучшения его оптоэлектронных свойств.

Идея использования мельдония возникла в лаборатории сначала в шутку, но затем была реализована всерьез. Химическая структура мельдония, содержащая несколько функциональных групп разного заряда, делает его перспективным модификатором для гибридных перовскитов.

Исследователи обнаружили, что модификация поверхности перовскита мельдонием приводит к локальной перекристаллизации дефектного слоя, пассивации заряженных дефектов, формированию защитного слоя и химическому восстановлению молекулярного йода до иодид-ионов.

Эти процессы в совокупности способствуют повышению стабильности и эффективности перовскитных солнечных элементов.

Изготовленные с использованием мельдония солнечные элементы продемонстрировали более высокие значения КПД и фототермической стабильности по сравнению с контрольными образцами без модификации.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Американского химического общества ACS Applied Energy Materials, расширяют представления о механизмах воздействия различных молекул на перовскитные материалы и открывают новые возможности для улучшения их эксплуатационных характеристик.