ИСТИНА

Целью проекта является анализ влияния фундаментальных химических факторов, в том числе, взаимодействия с продуктами деградации гибридных перовскитов, на их функциональные свойства.

Hybrid organo-inorganic compounds with a perovskite structure are the most promising materials in the field of photovoltaics, but the problem of the stability of hybrid perovskites is still one of the main obstacles to the large-scale introduction of a new class of light-absorbing materials. Despite the urgency of this problem, most studies on perovskite degradation are non-systemic and are aimed at studying the impact of only physical factors during their operation, such as intense radiation or elevated temperature. However, it is also known that with the degradation of perovskite, new chemical compounds are formed that can affect the functional characteristics of the perovskite layer. Thus, the fundamental task is to study the influence of chemical factors on the properties of hybrid perovskites, to identify factors that accelerate or suppress degradation of perovskite solar cells, and to find new ways to improve their stability. This project is aimed at determining the influence of chemical factors, including degradation products of hybrid perovskites, on the functional properties of hybrid perovskites. In the course of the project it is planned to obtain reliable information about the mechanisms of degradation and to establish the influence of various operational factors on this process. For the first time, the nature of the effect on the functional properties of hybrid perovskites of degradation products will be established, including, simultaneously with environmental factors and operational factors arising from the operation of devices. Based on the data obtained, new approaches will be proposed to increase the stability of the light-absorbing functional components as well as the other functional layers, which will increase the stability of the perovskite solar cells and give a new impetus to the development of alternative energetics.

1. Получены достоверные сведения о механизмах деградации и установлено влияние на этот процесс различных операционных факторов. 2. Впервые установлен характер влияния на функциональные свойства гибридных перовскитов продуктов их деградации, в том числе, при совместном действии с факторами окружающей среды и операционными факторами, возникающими при эксплуатации устройств на их основе. 3. Определён фазовый состав материалов после воздействия на гибридные перовскиты продуктов их деградации и установлена скорость протекающих при этом процессов. 4. Предложены подходы к повышению стабильности как отдельных светопоглощающих функциональных компонентов, так и вспомогательных функциональных слоёв перовскитных солнечных элементов. 5. Результаты исследования опубликованы в международных и российских рецензируемых научных журналах. Полученные результаты будут способствовать повышению стабильности перовскитных солнечных элементов и позволят сформировать задел отечественных компетенций в данной стратегически значимой области альтернативной энергетики.

В ходе выполнения проекта было проведено комплексное исследование процессов физико-химической деградации гибридных органо–неорганических перовскитов под действием таких факторов как растворители различной природы, а также продукты деградации гибридных перовскитов. Проведены эксперименты по изучению влияния растворителей различной природы на фазовый состав, морфологию и оптические свойства гибридных перовскитов различного катионного и анионного состава с использованием методов РФА, РЭМ, фотолюминесцентной (в т.ч. время-разрешённой) спектроскопии и спектроскопии поглощения. Разработана единая система классификации растворителей по типу взаимодействия с гибридными перовскитами на основе трёх параметров: DN, δHB и μ, и экспериментально определены границы между четырьмя выделенными группами растворителей (сильные, слабые, инертные, экстрагирующие органический катион). С использованием метода DFT проведены расчёты термодинамических функций продуктов разложения перовскита MAPbI3 и установлены наиболее вероятные пути его деградации, согласующиеся с экспериментальными данными.