В исследовании приняли участие инженеры из «Сколтеха», Института неорганической химии имени А. В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) и Института проблем химической физики РАН.
Многие инженеры сейчас занимаются поиском аналога солнечных батарей на основе комплексных галогенидов свинца. Они отличаются низкой стоимостью, простотой изготовления, высокой эффективностью преобразования света. Однако их производство очень токсично — нестабильные галогениды свинца приходится соединять с фтором, хлором, бромом и йодом, что делает батареи опасными в использовании.
Все существующие альтернативные варианты создания солнечных батарей пока отличаются низкой эффективностью преобразования света. Российские ученые в своем исследовании пишут, что причиной является неоптимальное строение соединений висмута и сурьмы.
Мы выяснили, что низкая размерность анионной решетки таких соединений (нулевая, иногда 1D и крайне редко — 2D), не позволяет реализовать беспрепятственный транспорт дырок и электронов, необходимый для эффективной работы солнечных элементов. В результате материалы данного класса могут демонстрировать эффективную работу в латеральных фотодетекторах, но не работают в солнечных элементах.
Профессор Центра энергетических исследований Сколтеха Павел Трошин
В новом полупроводниковом материале на основе перовскитоподобного комплексного бромида сурьмы инженерам удалось добиться рекордные для галогенидов сурьмы и висмута КПД преобразования света. В дальнейшем ученые собираются изучить новые соединения для использования в солнечных батареях.