Регистрация / Вход
Прислать материал

Влияние ввода катиона Cs, анионов CH3COO и галогенидов Br в стехиометрический состав АВХ3 металло-органических солнечных элементов повышенной стабильности

Фамилия
Ерманова
Имя
Инга
Отчество
Олеговна
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Полупроводниковой электроники и физики полупроводников
Академическая группа
МЭН-16-2-2
Научный руководитель
доцент, к.т.н. Орлова М.Н.
Название тезиса
Влияние ввода катиона Cs, анионов CH3COO и галогенидов Br в стехиометрический состав АВХ3 металло-органических солнечных элементов повышенной стабильности
Тезис

Металло-органические галоидные соединения ABX3 - перовскиты - благодаря своим отличительным оптоэлектронным и физико-химическим свойствам (варьируемая ширина запрещенной зоны, широкий спектр поглощения, большое время жизни носителей заряда (до 250 нс) и длина свободного пробега (~100 нм)), являются материалами в области прорывных технологий создания тонкопленочных солнечных элементов, так как они демонстрируют высокую эффективность преобразования на уровне ячеек (до 22 %).

В процессе исследования дальнейшего улучшения характеристик, были проведены эксперименты по модификации перовскитного состава путем введения новых допантов в его состав (Cs+, FA+– в катион, CH3COO-, Br-, Cl- в качестве анионов).

Поэтому на сегодняшний момент актуальной задачей является повышение коэффициента толерантности до значения 0,85 , и стабильности элемента в агрессивной для него среде (высокая влажность), также уменьшение влияния гистерезиса при миграции ионов в электрическом поле прибора.

Для решения данных проблем в ходе выполнения работы были получены устройства на основе MAPbI3, с использованием стабилизирующих допантов Cs+ и анионов CH3COO-, Br-, Cl-, применяющихся для улучшения морфологии и оптоэлектронных свойств.

Преимуществами данных перовскитных слоев являются:

  • повышение кристалличности структуры перовскита, при использовании прекурсоров ацетата свинца и хлора (размер зерен при введении хлора равен (56,3 - 65,4) нм, вместо 45,7 нм на основе иодида свинца, при введении ацетата свинца с хлором в отношении (8:1) - 0,77 мкм; (6:1) - 1,26 мкм; и (4:1) - 1,85 мкм), соответственно;
  • повышение коэффициента толерантности молекулы перовскита АВХ3 за счет введения катиона малого радиуса Cs (rA = 1,81 Å) (до 0,85);
  • расширения спектра поглощения, напряжения холостого хода устройств при внедрении бромидного аниона (смещение пика в сторону ИК диапазона при увеличении концентрации брома в перовските: от 780 нм до 772 нм).