Созданы твердые растворы для солнечных батарей

Российские ученые синтезировали перспективные бессвинцовые полупроводниковые материалы для солнечных батарей на основе комплексных галогенидов висмута. Оптические свойства новых материалов можно регулировать, меняя их цвет от желтого до черного. Статья опубликована в New Journal of Chemistry.Перовскитные солнечные батареи — одна из самых многообещающих технологий в области возобновляемой энергетики. Эти элементы эффективно преобразуют свет в электричество. Кроме того, их производство проще и дешевле, чем изготовление классических солнечных панелей. Один из главных недостатков перовскитных солнечных батарей — присутствие в их составе токсичного свинца. Его альтернативой могут выступать соединения висмута, которые исследуются российскими и зарубежными учеными на протяжении последних пяти лет.Теперь ученые из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН, Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики», Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» разработали новые комплексные галогениды висмута для солнечных батарей.«В нашем исследовании мы синтезировали новый гибридный галовисмутат и при замене брома, входящего в его состав, на йод получили непрерывный ряд твердых растворов, — рассказывает соавтор исследования Виталий Котов. — Обычно такая замена приводит к плавному изменению структурных и оптических свойств твердых растворов. В полученном соединении существуют два вида атомов галогенов. Часть атомов галогенов связана с атомами висмута, образуя линейные цепочки. Другая часть атомов галогенов расположена вне оси, вдоль которой построены такие цепочки. При замене брома на йод сначала меняются те атомы галогенов, которые находятся в цепочках, и только после их полной замены начинается замещение остальных атомов брома. Такая последовательная замена приводит к значительным изменениям в кристаллической структуре. При этом мы наблюдали весьма необычный характер изменения спектральных свойств соединений».Изменение окраски происходит в зависимости от соотношения брома и йода в молекуле. Соединение, содержащее только бром желтого цвета, а только йод — черного. При замещении галогенов соединения приобретают разные оттенки желтого, оранжевого и красного. Для солнечной энергетики очень важна длина волны поглощаемого веществом света. Регулируемый, как в случае новых галовисмутатов, спектр поглощения позволяет получать светопоглощающие соединения с заданными оптическими свойствами.Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.