Физики Уральского федерального университета (УрФУ) совместно с исследователями Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук разработали методику, позволяющую в течение нескольких часов установить прогноз по долговечности перовскитных солнечных панелей. Информация об этом поступила от отдела научных коммуникаций УрФУ.
"Ученые предложили метод, который за несколько часов позволяет определить, выйдут ли солнечные панели из строя быстро или же разработка перспективна и имеет потенциально длительный срок службы. Описание нового метода и результаты испытаний ученые опубликовали в журнале Physica B: Condensed Matter. Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России (проект № 075-15-2024-532) в рамках Десятилетия науки и технологий", — сообщили в отделе научных коммуникаций УрФУ.
Перовскитные пленки рассматриваются как одни из наиболее перспективных материалов для фотоэлектронных устройств — включая солнечные элементы, светодиоды и фотодетекторы. Эти материалы характеризуются высокой эффективностью преобразования энергии при относительно низкой себестоимости производства, однако подвержены деградации под воздействием света, повышенной влажности и температурных колебаний. Для оперативной оценки стабильности перовскитных пленок авторы предложили применять рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию — аналитический метод, позволяющий исследовать химический состав и структурные особенности поверхности материалов.
Разработанный подход предусматривает учет тонких эффектов в спектроскопических данных, на которые в рутинных исследованиях часто не обращают внимания. По оценке авторов, это позволяет значительно сократить число и длительность испытаний. Время тестирования уменьшается в тысячи раз и может составлять четыре–пять часов. Такая оптимизация, как ожидается, снизит издержки на проверку образцов и ускорит отбор перспективных фотовольтаических поглотителей для создания перовскитных солнечных панелей.
"Метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии высокочувствителен, он может избирательно анализировать различные компоненты и определять изменения, происходящие под воздействием окружающей среды. Мы предложили при использовании этого метода учитывать тонкие эффекты, на которые обычно исследователи не обращают внимания, а смотрят на более простые показатели. Иными словами, мы сосредоточились на подробном анализе и учли то, что обычно пропускают", — поясняет заведующий лабораторией фотовольтаических материалов УрФУ Иван Жидков.
По сведениям авторов исследования, новая методика прошла испытания на различных образцах и продемонстрировала высокую эффективность. Это подтверждают результаты, опубликованные в научном журнале.