ИСТИНА

Целью проекта является анализ фундаментальных термодинамических параметров поликристаллических систем общего состава ABI3 и нанокомпозитов ABI3/TiO2 и ABI3/ZnO, как ключевых характеристик, обеспечивающих возможность сравнительного анализа фото- и термической стабильности материалов во времени в условиях, приближенных к условиям работы фотовольтаического элемента. К числу основных объектов исследования в настоящем проекте следует отнести иодоплюмбаты (II) метиламмония и цезия, иодостаннаты (II) метиламмония и цезия, иодостаннат (IV) цезия, в том числе смешанные по катиону B составы. В числе основных задач проекта анализ термической устойчивости перовскитоподобных иодидов, описание известных и поиск новых фазовых переходов в широком диапазоне температур с использованием калориметрических исследований, определение удельной теплоемкости гибридных и неорганических иодидов, анализ теплот кристаллизации и фазовых превращений перовскитоподобных иодидов с различной исходной микроструктурой, в том числе превращений материалов при деградации. Данные характеристики материалов систематически будут изучены впервые и не имеют аналогов в литературе. Под деградацией сенсибилизаторов в данном проекте понимается изменение состава или микроструктуры материала вследствие рекристаллизации, а также фазовые превращения при окислении, гидролизе и термическом разложении в окислительной и инертной атмосферах, фотодеградация под действием облучения в УФ-видимом диапазоне, являющиеся, определенно, основными факторами, ответственными за сравнительно низкую циклируемость перовскитных солнечных элементов относительно полупроводниковых аналогов.

The aim of the project was analysis of fundamental thermodynamic parameters of polycrystalline ABI3 systems and nanocomposites ABI3/TiO2 and ABI3/ZnO. Such key characteristics provide comparative analysis of photo- and thermal stability of materials under conditions typical for working photovoltaic cell. The basic objects of this study were iodoplumbates(II) and iodostannates(II) of lead and methylammonium.

В рамках проекта решались задачи по изучению фазовых переходов, термо- и фото-деградации материалов. Соединения были изучены в поликристаллической форме. Методом термогравиметрическогно анализа, визуального термического анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии, синхронного термического анализа с масс-спектрометрическим анализом газообразных продуктов в инертной и окислительной атмосферах, а также в форме толстых пленок на поверхности фотокаталитически активных полупроводниковых носителей – диоксида титана со структурой анатаза и оксида цинка – методом визуального термического анализа.

Впервые проведенное термоаналитическое изучение условий деградации иодоплюмбатов и иодостаннатов в составе композитов, в том числе в условиях УФ-облучения, позволило ответить на вопрос о роли полупроводникового субстрата в процессе окисления сложных иодидов и оценить их применимость в составе фотовольтаиков гретцелевского типа.

Проведено комплексное исследование термической устойчивости методами термогравиметрическогно анализа, визуального микроскопического термического анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии, синхронного термического анализа с масс-спектрометрическим анализом газообразных продуктов в инертной и окислительной атмосферах и в условиях УФ-облучения. Сравнительный анализ термической устойчивости образцов, полученных в разных растворителях, позволил установить температурные интервалы устойчивости в различных средах и предложить механизм их термодеградации. Анализ термической устойчивости композитных пленок ABI3/TiO2 и ABI3/ZnO (A = CH3NH3+, B = Pb2+) показал, что их термодеградация происходит при более низких температурах, чем соединений ABI3 в порошкообразной форме, что объясняется протекающими побочными процессами окисления с участием носителя. Впервые проведенное термоаналитическое изучение условий деградации иодоплюмбатов и иодостаннатов в составе композитов, в том числе в условиях УФ-облучения, позволило ответить на вопрос о роли полупроводникового субстрата в процессе окисления сложных иодидов и оценить их применимость в составе фотовольтаиков гретцелевского типа.