ИСТИНА

Перовскитные солнечные элементы (ПСЭ) – возникший 10 лет назад и активно развивающийся новый тип фотоэлементов третьего поколения на основе гибридных галогеноплюмбатов. В ПСЭ светопоглощающий слой состоит из гибридных галогеноплюмбатов, относящимися к структурному типу перовскита, с общей формулой ABX3. В состав входить могут катионы метиламмония CH3NH3+ (MA), формамидиния (NH2)2CH2+ (FA), цезия Cs+, свинца Pb2+, олова Sn2+ и анионы галогенидов I-, Br-, Cl- и их смеси. Низкая стабильность перовскитов к воздействию таких факторов эксплуатации, как солнечный свет, влага, кислород воздуха, температура является препятствием на пути коммерциализации ПСЭ. Причинами низкой стабильности данного класса соединений являются гибридная природа светопоглощающего материала, а также наличие в поликристаллических плёнках перовскита различных точечных и протяженных дефектов, инициирующих деградацию материала. Исследования показали, что использование ионных жидкостей как пассиваторов дефектов перовскитной структуры увеличивает КПД и стабильность ПСЭ. Однако данная тематика мало изучена, что обуславливает актуальность исследований в этой области. Предполагается, что ионные жидкости могут пассивировать дефекты разного знака (например VMA’, VI•), снижая концентрацию глубоких дефектов, выступающих в роли ловушек фотовозбужденных носителей заряда. Также высокая проводимость ионных жидкостей может способствовать увеличению общей проводимости модифицированного перовскитного материала. Поэтому целью данной работы стало определение влияния ряда ионных жидкостей на основе β-фенилакриловой кислоты на оптоэлектронные свойства и стабильность перовскитных плёнок и ПСЭ на их основе. В качестве модификаторов использовались β-фенилакрилат (1,1)-гидроксоэтилпиридина и β-фенилакрилат 2-гидроксиэтилтриметиламмония. Было протестировано два способа введения модификатора – добавление в раствор перовскита и нанесение на поверхность готовой плёнки перовскита. Было обнаружено, что модификации перовскита β-фенилакрилатом (1,1)-гидроксоэтилпиридина обоими способами способствуют значительному росту интенсивности без изменения фазового состава, однако фотостабильность полученных пленок в окислительной атмосфере не увеличилась. Ожидается, что более перспективным модификатором станет β-фенилакрилат 2-гидроксиэтилтриметиламмония. Таким образом, в данной работе показано, что использование ионной жидкости (β-фенилакрилата (1,1)-гидроксоэтилпиридина) в качестве модификатора является эффективным методом улучшения оптоэлектронных свойств гибридных перовскитов и может в дальнейшем использоваться для увеличения КПД перовскитных солнечных элементов. Однако требуется оптимизация химической структуры ионной жидкости для повышения стабильности гибридных перовскитов. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №22-73-00286).