Создан новый полупроводниковый материал для солнечных батарей

Фото из открытых источников

Группой российских ученых создан новый полупроводниковый материал, не содержащий свинца и имеющий потенциал применения в солнечных батареях для повышения их эффективности. Об этом сообщила пресс-служба одного из участников исследования — Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) со ссылкой на публикацию в журнале Journal of Materials Chemistry.

Перспективные бессвинцовые полупроводниковые материалы создаются в сотрудничестве специалистов из Сколтеха, Института неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) и Института проблем химической физики РАН. Они производятся на базе комплексных галогенидов сурьмы и висмута и будут служить для использования в солнечных батареях.

Сейчас много внимания уделяется солнечным батареям на базе комплексных галогенидов свинца, то есть соединений свинца с элементами 17-й группы периодической таблицы Менделеева, такими как фтор, хлор, бром или йод, с перовскитной структурой - напоминающей структуру минерала перовскита, кристаллы которого обладают кубической формой. Они имеют низкую стоимость, просты в изготовлении и обладают высокой эффективностью преобразования света.

Массовое производство и внедрение перовскитных батарей в настоящее время ограничивают два фактора: низкая стабильность комплексных галогенидов свинца и токсичность этих соединений. Поэтому во всем мире активно ищут альтернативные бессвинцовые материалы, в частности, с применением галогенидов висмута и сурьмы. Но у них до сих пор была низкая эффективность преобразования света. Команде российских ученых удалось доказать, что причина проблемы — в неоптимальном строении соединений висмута и сурьмы.

Выяснилось, что низкая размерность анионной решетки таких соединений не даёт возможности реализации беспрепятственного транспорта дырок и электронов, необходимых для эффективной работы солнечных элементов.

Физиками разработан принципиально новый материал для солнечных батарей на базе перовскитоподобного комплексного бромида сурьмы. Они показывают рекордное для галогенидов сурьмы и висмута КПД преобразования света. Что открывает новые возможности для развития перовскитной электроники.