Cientistas da Skoltech, IPCP RAS, MSU e UFU consideraram a aplicação de fotovoltaicos emergentes em naves espaciais e satélites e exploraram a estabilidade à radiação de células solares de perovskita no que diz respeito à exposição aos raios gama. Os resultados deste estudo foram publicados no Journal of Physical Chemistry Letters .

As células solares de perovskita representam uma tecnologia fotovoltaica (PV) emergente altamente promissora. Desde o desenvolvimento das primeiras células solares baseadas em halogenetos de chumbo complexos com estrutura perovskita em 2009, sua eficiência de conversão de energia (PCE) aumentou de 3,8 por cento para cerca de 24 por cento. Este progresso não tem precedentes na tecnologia fotovoltaica. As células solares de perovskita são consideradas o futuro da tecnologia fotovoltaica, e um provável substituto para os caros painéis solares baseados em Si. Além do baixo custo de fabricação, as células solares de perovskita são muito mais leves do que as células solares tradicionais, o que os torna atraentes para aplicações espaciais.

A equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Pavel Troshin estava entre os primeiros grupos a explorar as aplicações potenciais de células solares de perovskita em satélites e espaçonaves. Skoltech Ph.D. a aluna Aleksandra Boldyreva explica o principal resultado de seu trabalho:“As células solares no espaço devem suportar não apenas uma forte radiação solar, mas também deve ser tolerante a altas doses de raios gama para atingir uma operação estável por anos. Em nosso trabalho, investigamos um complexo haleto de chumbo Cs _0,15 MA _0,10 FA _0,75 Pb (Br _0,17 eu _0,83 ) ₃ com uma rede de cristal perovskita. é conhecido na literatura como perovskita de cátion triplo, e considerado o mais estável dentro desta família de materiais.

"Os filmes finos de perovskita e células solares foram expostos a raios gama em doses que variam de 5000 Gy. As células solares pareceram bastante estáveis ​​quando expostas a 300 Gy de raios-g, mas doses mais altas resultaram em uma queda rápida da densidade de corrente de curto-circuito ( J _sc ) e eficiência de conversão de energia dos dispositivos. Usando um conjunto de técnicas analíticas complementares, revelamos que a principal razão para a degradação do dispositivo está relacionada à segregação de fase de haleto induzida por raios gama. Em outras palavras, eu ^- e Br ^- Os íons deixam a rede de um cristal misto e tendem a formar domínios amorfos ou cristalinos separados enriquecidos com bromo ou iodo. O efeito incomum da segregação de fase de haleto induzida por raios gama foi revelado por nosso grupo pela primeira vez. "

Para resumir, Os cientistas da Skoltech descobriram que as atuais perovskitas de cátions triplos de haleto misto não são adequadas para aplicações espaciais. Novos tipos de materiais com estabilidade aprimorada são necessários, que atualmente é um dos principais objetivos do grupo de pesquisa do Prof. Troshin.