Группа ученых из НИТУ «МИСиС», Института физической химии и электрохимии РАН и итальянского университета Тор Вергата добилась создания гораздо более стабильного, дешевого и эффективного перовскитного элемента с помощью добавки прослойки иодида меди. Результаты исследования опубликованы в Materials.

Один из главных недостатков, мешающий широкому производству гибридных перовскитных материалов, главной альтернативы кремнию в производстве солнечных батарей – их нестабильность.

Для устранения этой проблемы ученые использовали дополнительную прослойку из полупроводника p-типа иодида меди между перовскитом и дырочно-транспортным NiO.

«Данный материал не имеет столь стремительной деградации под действием света, сопровождаемой выделением соединений йода аналогично используемому перовскитному материалу. Более того, дополнительный p-слой позволил улучшить сбор положительных зарядов и существенно снизить концентрацию дефектов на переходе между фото-поглощающим и дырочно-транспортными слоями», — подчеркнул Саранин.

Стабилизировать перовскитный элемент аналогичной архитектуры и состава фотоактивного слоя за счет дополнительной органической прослойки – не новая идея. Однако в других разработках использовались дорогие и сложные в синтезе материалы — производные металлорганического соединения ферроцена, маломолекулярные органические полупроводники. Иодид меди – более доступный и простой в применении неорганический материал.

Усовершенствование структуры перовскитного элемента повысило стабильность его работы в среднем на 40%, а КПД вырос до 15,2%.

Далее ученые намерены создать аналогичную прослойку для стабилизации передачи отрицательных зарядов, а также масштабировать технологию до размеров широкоформатного модуля.