ИСТИНА

Органические тригалогениды свинца RNH3PbX3 (X=Cl, Br, I) являются полупроводниками с кристаллической структурой перовскита. В настоящее время интенсивное внимание научного сообщества приковано к исследованию этих материалов в качестве светопоглощающего слоя в фотовольтаических устройствах. Ширина запрещенной зоны таких материалов может быть тонко настроена в интервале от 1.55 до 2.4 эВ за счет варьирования катионного и анионного состава, что, вкупе с высокой электронной и дырочной проводимостью материала, позволяет говорить о перспективах использования этих материалов как в однослойных фотовольтаических устройствах, так и в тандемных устройствах на основе кремния. Эффективность солнечных батарей на основе органических галогенов свинца за 5 лет исследований выросла с 6.52% в 2009 до 19.3%. Отсутствие редких элементов в составе и дешевизна прекурсоров также делает такие перовскиты многообещающими кандидатами на использование в промышленном производстве фотовольтаических устройств в будущем. В данной работе были исследованы пленки CH3NH3Pb(I,Br)3, полученные методом двухстадийного осаждения: на первом этапе методом спин-коатинг на подложку были нанесены галогениды свинца, на втором этапе они были помещены в растворы галогенидов метиламмония. Оптические свойства пленок были охарактеризованы с помощью спектров поглощения в УФ-видимой области и спектров фотолюминесценции. Толщина пленок была измерена профилометрией. 
 Установлено, что ширина запрещенной зоны получаемых пленок меняется в зависимости от состава раствора. Значения запрещенной зоны соответствуют внедрению соли из раствора в твердую фазу с дальнейшим  обменом анионами. Вид полученных зависимостей ширины запрещенной зоны от состава растворов показывает, что более выгодным является образование фазы с тетрагональной решеткой искаженного перовскита на основе CH3NH3PbI3. Механическая стабильность пленок значительно улучшается при переходе от стеклянной подложки к мезопористому Al2O3. Была опробована дополнительная термическая обработка получаемых пленок. При ее применении пленки значительно медленнее деградировали при помещении во влагосодержащий воздух, но, в свою очередь, однородность пленок существенно понижалась. Вероятно, это связано с удалением локальных избыткков галогенидов метиламмония при нагревании, однако, вопрос требует дальнейшего исследования. Эмпирическую зависимость ширины запрещенной зоны от состава раствора в случае использовании PbI2 в качестве исходного слоя можно аппроксимировать квадратичной функцией, что качественно соответствует известному из литературы виду зависимости Eg от анионного состава. При использовании дополнительной термической обработки эта зависимость переходит в линейную. Была найдена область составов, более тонкие исследования в которой необходимо продолжать для получения фазы с шириной запрещенной зоны 2 эВ, соответствующей теоретическому максимуму эффективности тандемной ячейки для широкощелевого слоя. Более того, полученные результаты свидетельствуют о нестабильности такой фазы, что ставит перед исследователями новую задачу по ее стабилизации.