Новое исследование показало, как легирование перовскитов германием повышает их стабильность и устойчивость к радиации. Новый важный шаг к солнечным элементам для космоса.
Российские исследователи из нескольких научных центров, проведя комплексное исследование перовскитных полупроводников, обнаружили, что частичная замена свинца на германий существенно улучшает свойства материала. Это исключительно важно для разработки солнечных элементов будущего, в том числе батарей для небольших космических аппаратов. В научном журнале Journal of Alloys and Compounds опубликована статья, где подробно описан механизм изменения электронной структуры и морфологии кристаллических пленок.
Путь к стабильности и радиационной стойкости
Изначально перовскит — это редкий минерал титанат кальция с формулой CaTiO3, открытый в 1839 году на Урале и названный в честь государственного деятеля Льва Перовского. Характерной особенностью перовскита стала его псевдокубическая структура. В XX веке химики научились синтезировать перовскитоподобные соединения, у которых на месте кислорода могли быть галогены и другие элементы. Во второй половине столетия у перовскитов были выявлены уникальные полупроводниковые «способности».
Синтетические перовскиты перспективны, как материалы для фотовольтаики благодаря высокой эффективности и низкой стоимости производства, но их широкое применение сдерживает низкая стабильность и токсичность входящих в них металлов, например, свинца. Исследователи изучили, как внедрение германия в кристаллическую решетку перовскита влияет на его физические свойства. Они обнаружили, что германий меняет валентность 2+ на 4+, легко окисляется в структуре, создавая встроенный механизм легирования p-типа и способствуя тонкой настройке электронных свойств материала.
Источник: hi-tech.mail.ru