ИСТИНА

Одним из новых перспективных направлений фотовольтаики является разработка сенсибилизированных фотоэлектрических преобразователей на основе органо-неорганических перовскитов состава CH3NH3PbX3 (X=Cl, Br, I). Данные устройства совмещают в себе высокую эффективность преобразования солнечной энергии и потенциально малую себестоимость их производства. Простейшая солнечная батарея такого типа состоит из перовскитоподобного поглотителя света, переносчика дырок и электрон-селективного контакта, в роли которого обычно выступает широкозонный полупроводник (рис. 1). Ввиду необходимости снижения вероятности рекомбинации носителей заряда, перед исследователями стоит задача максимизации площади границы раздела фаз. Эффективными методами внедрения соединений в поры носителя являются сольвотермальная и, в особенности, сверхкритическая обработка носителя в присутствии сенсибилизатора. Целью данной работы является разработка методов получения композитных плёнок CH3NH3PbIxСl3-x c высокой степенью заполнения пор носителя. В рамках работы синтезирована серия замещённых тригалогенплюмбатов метиламмония состава CH3NH3PbI3-xClx. Из спектров диффузного отражения образцов с помощью преобразований Кубелки-Мунка были произведены расчёты ширин запрещённых зон (Eg). Установлено, что Eg составляет около 1.55 эВ и увеличивается при увеличения содержания хлора, что делает хлорзамещённые соединения менее привлекательными для использования в фотовольтаике. В то же время в литературе отмечено влияние присутствия хлорид-иона на равномерность распределения перовскитной фазы по поверхности полупроводниковой пленки. В качестве приёмника электронов был выбран анодный диоксид титана как материал с развитой поверхностью, контролируемой толщиной пленки и наличием естественного барьерного слоя, который необходим для функционирования ячейки. Плёнки диоксида титана были синтезированы анодированием в 0.25% растворе NH4F в этиленгликоле потенциостатически при напряжениях 60 В и 120 В. Для образования поликристаллической оксидной плёнки с структурой анатаза, образцы отжигали при 450ºС в течение 3 ч или рекристаллизовывали в сольвотермальных условиях. Изучено формирование композитных пленок состава CH3NH3PbI3/TiO2 в растворе пропанола-2 в диапазоне температур 150-200°С, показано формирование полиэдрических микрокристаллов перовскитоподобной фазы, что отличает микроструктуру полученных систем от представленной в литературе. Показано, что формирование композитных пленок CH3NH3PbI3/TiO2 в среде сверхкритического СО2 (Т=120-180°С, P=80–300 атм) не приводит к заполнению пор анодного диоксида титана первскитоподобным соединением.