МОСКВА, 4 июня. /ТАСС/. Исследователи из России создали три ароматических органических молекулы звездообразной формы, чье добавление в солнечные батареи на базе аналогов природного минерала перовскита позволяет значительным образом повысить долговечность этих фотоэлементов. Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.

"Ученые предполагают, что использование одной из созданных ими молекул в перовскитных солнечных батареях приблизит их коммерциализацию и позволит создавать эффективные солнечные панели для энергоснабжения зданий. Кроме того, разработанные молекулы перспективны для возможного использования их в органических светодиодах и датчиках освещенности или фотодетекторах", - говорится в сообщении.

Открытие было совершено группой российских материаловедов под руководством старшего научного сотрудника МФТИ Ильи Мартынова при поисках более долговечных и удобных для использования материалов, из которых изготавливается так называемый дырочно-транспортный слой. Он отвечает за перенос так называемых "дырок", областей с положительным зарядом, возникающих в процессе поглощения частиц света перовскитами.

"Часто в качестве дырочно-транспортных материалов используются полимеры или малые молекулы, но для их эффективной работы требуется дополнительное легирование. К сожалению, это негативно отражается на сроке службы солнечных батарей. В данной работе мы попытались найти такие структуры материалов, которые не требуют дополнительного легирования для эффективной работы", - пояснил Мартынов, чьи слова приводит ЦНК МФТИ.

На эту роль, как предположили исследователи, могут подойти сложно устроенные ароматические органические молекулы, содержащие в себе атомы азота или фтора и похожие по форму на звезды с длинными лучами. Руководствуясь этой идеей, ученые синтезировали три подобных вещества, получивших имена DPAMes-TT, TPA-TT и PhFF-TT, и всесторонне изучили их физические свойства и взаимодействия с "дырками" и прочими компонентами батарей.

Наиболее интересной из них оказалась молекула DPAMes-TT, которая значительным образом повысила стабильность фотоэлементов при их длительной работе, а также при этом позволила нарастить их КПД до отметки в 19,3%, что заметным образом превышает эффективность работы перовскитных батарей с традиционным полимерным дырочно-транспортным слоем (18,1%). Подобные свойства этого вещества, как надеются ученые, помогут уже в ближайшее время создать долговечные и при этом мощные перовскитные солнечные батареи.

Перовскиты представляют собой гибкие и легкие полупроводниковые материалы с необычными свойствами и структурой. Они похожи по устройству на природный минерал перовскит, хорошо поглощающий свет и превращающий его в другие формы энергии благодаря тому, как внутри него расположены "кубы" из атомов металлов и восьмигранники из атомов кислорода. Уже сейчас источники питания на базе перовскитов часто превосходят их кремниевые аналоги по КПД работы, однако их массовому использованию пока мешает их недолговечность.