XPS-визуализация температурной зависимости фотохимической деградации гибридных перовскитов

И.С. Жидков, А.И. Кухаренко, А.Ф. Акбулатов1, П.А. Трошин1, Э.З. Курмаев

 Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург
1Институт проблем химической физики РАН, Черноголовка

 

Метод XPS-визуализации структурных дефектов использован для изучения температурной зависимости фотохимической деградации MAPbI3 и MAPbBr3 перовскитов. На основе измерений XPS обзорных спектров и спектров остовных уровней обнаружен эффект повышения устойчивости гибридных перовскитов к облучению видимым светом при снижении температуры испытаний от 60 до 10ºС, что обеспечивает долговременное использование солнечных элементов на их основе при низких температурах без модификации состава и структуры. Получение этого результата ставит необходимость пересмотра международного температурного сертификата солнечных батарей  IEC61215:2016  для районов Сибири и Крайнего Севера, где снежный покров и низкие температуры сохраняются 7 и 9 месяцев в году, соответственно.

 
 
Рис. 1. XPS Pb 4f (a), I 3d (b) остовных уровней и VB-валентной полосы (с) MAPbBr3-перовскита до и после облучения видимым светом при 60 и 10ºС в течение 700 часов, демонстрирующий исчезновение фотохимической деградации с образованием PbI2-продукта разложения при уменьшении температуры.

 

  1. Nanoscale Visualization of Photodegradation Dynamics of MAPbI3 Perovskite Films [Текст] / Nikita A. Emelianov, Victoria V. Ozerova, Ivan S. Zhidkov, Denis V. Korchagin, Gennady V. Shilov, Alexey L. Litvinov, Ernst Z. Kurmaev, Lyubov A. Frolova, Sergey M. Aldoshin, Pavel A. Troshin // Journal of Physical Chemistry Letters. — 2022. — V. 13. — P. 2744 — 2749.
  2. Temperature dependence of photochemical degradation of MAPbBr3 perovskite [Текст] / Ivan S. Zhidkov, Azat F. Akbulatov, Marina I. Ustinova, Andrey I. Kukharenko, Lyubov A. Frolova, Seif O. Cholakh, Chu‐Chen Chueh, Pavel A. Troshin and Ernst Z. Kurmaev // Coatings. — 2022. — V. 12. — 1066 — 1073.
  3. Temperature Dynamics of MAPbI3 and PbI2 Photolysis: Revealing the Interplay between Light and Heat, Two Enemies of Perovskite Photovoltaics [Текст] / Azat F. Akbulatov, Marina I. Ustinova, Gennady V. Shilov, Nadezhda N. Dremova, Ivan S. Zhidkov, Ernst Z. Kurmaev, Lyubov A. Frolova, Alexander F. Shestakov, Sergey M. Aldoshin, Pavel A. Troshin // Journal of Physical Chemistry Letters. — 2021. — V. 12. — P. 4362 — 4367.