Выпускник университета «Дубна» нашел способ совершенствования солнечных батарей
В Дубне синтезировали материал для перовскитных солнечных батарей и детекторов, более устойчивый в атмосфере по сравнению с существующими аналогами. В перспективе это позволит создать более долговечные элементы для получения электрического тока из солнечной энергии. Находка — тонкие пленки йодида и бромидов цезия-свинца. Автор исследования — Илья Симоненко, выпускник магистратуры университета «Дубна», а сейчас ассистент кафедры химии, новых технологий и материалов и стажёр-исследователь Лаборатории теоретической физики ОИЯИ.
«Мы получили тонкие пленки на основе цезия с различным галогенным составом, а это довольно сложно. Устойчивость структуры мы подтвердили не только оптическими исследованиями, но и рентгенологическими. Полученные тонкие пленки исследовали также на стабильность: они живут до 1000 часов», — рассказал Илья Симоненко. Ранее в перовскитных солнечных элементах использовались пленки на основе йодида свинца метиламмония, которые без должной модификации быстро распадались под действием солнечных лучей и влаги и теряли примерно половину изначального КПД за 300-400 часов использования. Неорганические перовскиты, которыми занимается Илья, оказались более устойчивыми.
Темой перовскитов и фотовольтаикой (наукой о возникновении электрического тока в различных материалах под воздействием света) Илья Симоненко занимается с первого курса: в университете «Дубна» исследованиями перовскитов занимается целая научно-исследовательская группа, в которую входят преподаватели, ассистенты и студенты всех степеней обучения. Именно неорганическими (без органической составляющей) перовскитами Илья начал заниматься для написания магистерского диплома. Обычно исследования в области перовскитных солнечных батарей направлены на то, чтобы усовершенствовать имеющиеся составы тонких пленок для получения максимальной эффективности, игнорируя стабильность. Но студент пошел другим путем и попробовал найти новый, более устойчивый состав.
После изучения имеющихся литературных данных Илья вместе с консультантом Владиславом Киневым, старшим преподавателем кафедры химии, новых технологий и материалов, и научным руководителем Рашидом Назмитдиновым, ведущим научным сотрудником Лаборатории теоретической физики Объединенного института ядерных исследований, приступили к сбору материалов для исследований и разработали технологию создания тонкой пленки на основе цезия. На лабораторное или токопроводящее стекло наносится раствор перовскита, распределяется при помощи центрифугирования и закрепляется в виде пленки толщиной несколько сотен нанометров после отжига. При исследовании свойств полученных пленок различного галогенного состава выяснилось, что они не только более стабильны, чем их органические аналоги, но и способны поглощать солнечный свет практически во всём видимом диапазоне.
«Поскольку я в тематике именно неорганических перовскитов первый год, дальше планирую использовать наработки в разработке фотовольтаических устройств: солнечных ячеек, детекторов солнечного и электромагнитного изучения. Также другие структурные формы перовскитов можно использовать в качестве светодиодов, катализаторов и во многих других приложениях. В перспективе полученные ячейки можно будет коммерциализировать и использовать на благо нашей страны», — поделился Илья Симоненко.
Автор текста, фото и видео: Арина Кузнецова
В Дубне синтезировали материал для перовскитных солнечных батарей и детекторов, более устойчивый в атмосфере по сравнению с существующими аналогами. В перспективе это позволит создать более долговечные элементы для получения электрического тока из солнечной энергии. Находка — тонкие пленки йодида и бромидов цезия-свинца. Автор исследования — Илья Симоненко, выпускник магистратуры университета «Дубна», а сейчас ассистент кафедры химии, новых технологий и материалов и стажёр-исследователь Лаборатории теоретической физики ОИЯИ.
«Мы получили тонкие пленки на основе цезия с различным галогенным составом, а это довольно сложно. Устойчивость структуры мы подтвердили не только оптическими исследованиями, но и рентгенологическими. Полученные тонкие пленки исследовали также на стабильность: они живут до 1000 часов», — рассказал Илья Симоненко. Ранее в перовскитных солнечных элементах использовались пленки на основе йодида свинца метиламмония, которые без должной модификации быстро распадались под действием солнечных лучей и влаги и теряли примерно половину изначального КПД за 300-400 часов использования. Неорганические перовскиты, которыми занимается Илья, оказались более устойчивыми.
Темой перовскитов и фотовольтаикой (наукой о возникновении электрического тока в различных материалах под воздействием света) Илья Симоненко занимается с первого курса: в университете «Дубна» исследованиями перовскитов занимается целая научно-исследовательская группа, в которую входят преподаватели, ассистенты и студенты всех степеней обучения. Именно неорганическими (без органической составляющей) перовскитами Илья начал заниматься для написания магистерского диплома. Обычно исследования в области перовскитных солнечных батарей направлены на то, чтобы усовершенствовать имеющиеся составы тонких пленок для получения максимальной эффективности, игнорируя стабильность. Но студент пошел другим путем и попробовал найти новый, более устойчивый состав.
После изучения имеющихся литературных данных Илья вместе с консультантом Владиславом Киневым, старшим преподавателем кафедры химии, новых технологий и материалов, и научным руководителем Рашидом Назмитдиновым, ведущим научным сотрудником Лаборатории теоретической физики Объединенного института ядерных исследований, приступили к сбору материалов для исследований и разработали технологию создания тонкой пленки на основе цезия. На лабораторное или токопроводящее стекло наносится раствор перовскита, распределяется при помощи центрифугирования и закрепляется в виде пленки толщиной несколько сотен нанометров после отжига. При исследовании свойств полученных пленок различного галогенного состава выяснилось, что они не только более стабильны, чем их органические аналоги, но и способны поглощать солнечный свет практически во всём видимом диапазоне.
«Поскольку я в тематике именно неорганических перовскитов первый год, дальше планирую использовать наработки в разработке фотовольтаических устройств: солнечных ячеек, детекторов солнечного и электромагнитного изучения. Также другие структурные формы перовскитов можно использовать в качестве светодиодов, катализаторов и во многих других приложениях. В перспективе полученные ячейки можно будет коммерциализировать и использовать на благо нашей страны», — поделился Илья Симоненко.
Автор текста, фото и видео: Арина Кузнецова
