Химики из Айовы нашли нетоксичную замену перовскитным полупроводникам

Итогам полуторагодового поиска дешёвой в производстве и нетоксичной альтернативы свинцовосодержащим перовскитам в солнечных батареях посвящена статья, опубликованная в Journal of the American Chemical Society коллективом авторов во главе с адъюнкт-профессором Айовского Университета, Хавьером Вела (Javier Vela).

Взяв за отправную точку для своей работы презентацию исследователей из Массачусетского технологического института о возможных вариантах замены перовскитов в полупроводниках, Вела и его два аспиранта, Брайан Розалес (Bryan Rosales) и Майлз Уайт (Miles White), сосредоточились на изучении соединений натрия.

Найденный ими состав, помимо дешёвого и широко распространённого натрия, включает висмут — элемент относительно редкий, но в избытке получаемый как побочный продукт добычи других металлов — и серу, являющуюся пятым из самых обычных элементов планеты.

«Нами синтезирован новый класс дешевых и неопасных для окружающей среды трёхкомпонентных полупроводников, демонстрирующий свойства, которые представляют интерес для приложений преобразования энергии», — говорится в онлайновый статье.

Некоторые из свойств нового материала, в том числе ширина запрещённой зоны, устойчивость к воздействию воздуха и влаги, уже идеальны для солнечных элементов. Остальные характеристики можно настраивать, модифицируя процесс синтеза: изменение температуры, выбор других металлических ионов — прекурсоров, добавление некоторых лигандов позволяют контролировать структуру материала и размер нанокристаллов.

Авторы надеются, что представленные ими результаты экспериментов и численного моделирования помогут в дальнейших фундаментальных исследованиях и в применении этих и подобных материалов в устройствах, преобразующих энергию. Фактически, группа Велы уже приступила к созданию солнечных панелей, использующих открытое ими соединение.