化学家开发出一种生产太阳能电池板新材料的方法

 
RUDN大学的化学家已经合成了具有钙钛矿矿物结构的新型光学活性材料。他提出了一种环境友好，快速且易于重现的机械化学方法，该方法可以得到高纯度的杂化材料，有望用于制造太阳能电池。该文章发表在《纳米尺度》杂志上。
当今太阳能中使用的绝大多数有机-无机杂化材料是三维钙钛矿状半导体，其结构中含有铅。然而，由于其毒性，使用这种材料会产生问题。钙钛矿或“钙钛矿”可以用作方便的替代方法，有助于避免使用有毒的铅。
迄今为止，由于许多问题，例如钙，溴和锑等稳定副产物的形成，阻止了反应的进行，许多钙钛矿的理论预测结构尚未合成。完成。 RUDN大学联合化学研究所科学中心主任Rafael Luque及其同事使用“绿色化学”方法合成了三种双重钙钛矿：Cs2AgBiBr6，MA2TlBiBr6和Cs2AgSbBr6。
化学家使用了机械化学方法，即高能研磨，这种方法不需要使用有机溶剂，因此更加环保。文章的作者证明了低温是球磨机合成过程中的关键参数，因为它消除了副化合物的形成。
通过理化分析方法确认了所得到的钙钛矿的结构，相和元素组成。还评估了热稳定性。结果表明，合成材料在300至500摄氏度的高温下稳定。
为了检查合成杂化材料的光学性能，化学家们在可见光和紫外线范围内测量了新材料的吸收和发射功率。基于这些数据，研究人员计算出了带隙，即能量范围，这使得可以确定材料的电导率，特别是在材料是半导体的情况下。获得的能量值，即带隙，与理论计算值和实验值完全一致，在文献中针对相应结构进行了描述。
新材料显示出高稳定性;在室温和环境湿度下存放几个月后，没有观察到其晶体结构发生变化。卢克教授及其同事认为，他们的方法可用于合成其他双钙钛矿，这些钙钛矿易于分解成层状相，这可能成为创建无毒铅的高效光伏电池的基础。
合成的材料是高效的，可与大多数合成的文献系统相媲美，但是以更容易和环保的方式合成，这将大大降低最终材料的产品成本。未来将证明它们的经济可行性，但这些材料的确在各种应用中具有广阔的前景。”