Материалы с подобной структурой могут стать ключевыми компонентами возобновляемых источников энергии.
Исследователи канадского Университета Макгилла обнаружили неожиданные свойства кристаллов перовскита. Открытие может помочь в разработке передовых солнечных элементов и других оптических и электронных устройств.
Перовскит — это относительно редкий для поверхности Земли минерал титаната кальция, кристаллы которого имеют псевдокубическую форму. Он был обнаружен в 1839 году в Уральских горах и назван в честь графа Перовского, который коллекционировал минералы.
Уже сейчас перовскитные солнечные батареи выдерживают тысячи часов термического стресса, а учёные работают не только над дальнейшим повышением их производительности, но и над тем, чтобы понять, каким образом минерал обеспечивает настолько высокую эффективность.
Интересно, что по сравнению с кремнием и другими полупроводниками, кристаллическая структура перовскита неоднородна и дефектна, но фотоэлементы на его основе показывают всё лучший и лучший КПД.
"Исторически люди использовали объёмные полупроводники, которые представляют собой идеальные кристаллы. А сейчас, внезапно, этот несовершенный мягкий минерал начал применяться в полупроводниковой индустрии — от фотовольтаики до светодиодов. Это отправная точка нашего исследования: как может то, что фактически неисправно, работать безупречно?"
Результаты исследования показали, что, хотя перовскит и выглядит как прочный материал, на самом деле он обладает некоторыми характеристиками жидкости. Эта двойственность в значительной степени объясняется структурой атомной решётки, которая деформируется при встрече со свободными электронами, образуя поляроны. Это похоже на батут, который растягивается и меняет форму, если бросить в него камень.
Диаграмма, изображающая искажение структуры атомной решетки в кристаллах перовскита