Scienziati di Skoltech, IPCP RAS, MSU e UFU hanno preso in considerazione l'applicazione del fotovoltaico emergente in veicoli spaziali e satelliti e hanno esplorato la stabilità alle radiazioni delle celle solari perovskite rispetto all'esposizione ai raggi gamma. I risultati di questo studio sono stati pubblicati nel Journal of Physical Chemistry Letters .

Le celle solari in perovskite rappresentano una tecnologia fotovoltaica emergente molto promettente. Dallo sviluppo delle prime celle solari basate su complessi alogenuri di piombo con struttura perovskite nel 2009, la loro efficienza di conversione di potenza (PCE) è aumentata dal 3,8% a circa il 24%. Questo progresso non ha precedenti nella tecnologia fotovoltaica. Le celle solari in perovskite sono considerate il futuro della tecnologia fotovoltaica, e un probabile sostituto dei costosi pannelli solari a base di silicio. Oltre al basso costo di fabbricazione, Le celle solari in perovskite sono molto più leggere delle celle solari tradizionali, che li rende attraenti per le applicazioni spaziali.

Il team di ricerca guidato dal Prof. Pavel Troshin è stato tra i primi gruppi a esplorare le potenziali applicazioni delle celle solari in perovskite nei satelliti e nei veicoli spaziali. Skoltech Ph.D. la studentessa Aleksandra Boldyreva spiega il risultato principale del suo lavoro:"Le celle solari nello spazio dovrebbero resistere non solo a una forte radiazione solare, ma deve anche essere tollerante ad alte dosi di raggi gamma per ottenere un funzionamento stabile per anni. Nel nostro lavoro, abbiamo studiato un complesso alogenuro di piombo Cs _0.15 MA _0.10 fa _0,75 Pb(Br _0.17 io _0.83 ) ₃ con un reticolo cristallino di perovskite. è nota in letteratura come perovskite a triplo catione, e considerato il più stabile all'interno di questa famiglia di materiali.

"I film sottili di perovskite e le celle solari sono state esposte ai raggi gamma in dosi che vanno fino a 5000 Gy. Le celle solari sembravano essere piuttosto stabili se esposte a 300 Gy di raggi g, ma dosi più elevate hanno provocato un rapido decadimento della densità di corrente di cortocircuito ( J _ns ) ed efficienza di conversione di potenza dei dispositivi. Utilizzando una serie di tecniche analitiche complementari, abbiamo rivelato che il motivo principale del degrado del dispositivo è legato alla segregazione della fase alogena indotta dai raggi gamma. In altre parole, io ^- e Br ^- gli ioni lasciano il reticolo di un cristallo misto e tendono a formare domini amorfi o cristallini separati arricchiti con bromo o iodio. L'effetto insolito della segregazione della fase alogena indotta dai raggi gamma è stato rivelato dal nostro gruppo per la prima volta".

Riassumere, Gli scienziati di Skoltech hanno scoperto che le attuali perovskiti a triplo catione ad alogenuri misti non sono adatte per applicazioni spaziali. Sono necessari nuovi tipi di materiali con maggiore stabilità, che è attualmente uno degli obiettivi principali del gruppo di ricerca del Prof. Troshin.