office@icp.ac.ru
+7 496 522-51-64
|
Перовскитная фотовольтаика остается одной из наиболее активно развивающихся областей науки, и в нашем Центре этому направлению исследований уделяется большое внимание. Основные задачи сводятся к повышению эффективности преобразования света и продлению срока службы перовскитных солнечных батарей (ПСБ). Отчасти эти задачи решаются за счет разработки дырочно-транспортных материалов (ДТМ) – важнейших межслоевых материалов в ПСБ, о чем сообщается в работе сотрудников ФИЦ ПХФ и МХ РАН, опубликованной в Macromolecular Chemistry and Physics.  Ученые создали новый сопряженный полимер Lira24 с простой структурой и продемонстрировали его высокий потенциал в качестве ДТМ в лабораторных образцах ПСБ. Сочетание предложенных структурных блоков в основной цепи полимера обеспечило хорошее согласование энергии высшей занятой молекулярной орбитали ДТМ с валентной зоной перовскитного материала MAPbI3, что важно для эффективного извлечения носителей зарядов из активного слоя. Кроме того, разработанный полимер Lira24 показал на два порядка большие подвижности дырок (1.7×10-3 см2В-1с-1), чем у широко используемого стандартного ДТМ – PTAA. Последнее связано с хорошим упорядочением полимерных цепей в конденсированной фазе, что было установлено с помощью широкоуглового рассеяния рентгеновского пучка. Теоретические расчеты показали, что хорошая организация макромолекул Lira24 в твердой фазе обусловлена нековлентными внутримолекулярными взаимодействиями, которые выступают в роли «конформационного замка». Изготовленные коллегами из Сколковского института науки и технологий перовскитные солнечные батареи с использованием в качестве ДТМ нового полимера Lira24 показали эффективность преобразования света 18.1%.
Руководитель Лагеря «ЛИРА» заведующий ОПиКМ Георгий Малков отмечает, что вовлечение студентов в исследовательский процесс в нашем Центре в таком формате является не только важным этапом подготовки научных кадров, но и возможностью популяризации научной деятельности в институтах РАН. Работа выполнена коллективом авторов ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Диана Иваненко, Оксана Лашманова, Мария Агапитова, Михаил Терещенко, Наталья Никитенко, Алексей Пирязев, Дмитрий Черняев, Сергей Карпов, Илья Кузнецов, Дмитрий Иванов и Александр Аккуратов. А также при участии ученых из других центров исследований:
D. A. Ivanenko, O. I. Lashmanova, A. V. Sklemina, A. V. Skorlukhanova, M. M. Agapitova, A. N. Zhivchikova, M. M. Tepliakova, M. D. Tereshchenko, N. G. Nikitenko, A. A. Piryazev, E. D. Siaglova, D. A. Chernyayev, S. V. Karpov, I. E. Kuznetsov, D. A. Ivanov, A. V. Akkuratov // Novel Benzodithiophene-Based Polymer with Intramolecular Non-Covalent Interactions as a Hole Transporting Layer for Perovskite Solar Cells // Macromolecular Chemistry and Physics, 18.04.2025, Q-2, IF=3.4 |
Перовскитная фотовольтаика остается одной из наиболее активно развивающихся областей науки, и в нашем Центре этому направлению исследований уделяется большое внимание. Основные задачи сводятся к повышению эффективности преобразования света и продлению срока службы перовскитных солнечных батарей (ПСБ). Отчасти эти задачи решаются за счет разработки дырочно-транспортных материалов (ДТМ) – важнейших межслоевых материалов в ПСБ, о чем сообщается в работе сотрудников ФИЦ ПХФ и МХ РАН, опубликованной в Macromolecular Chemistry and Physics.
Ученые создали новый сопряженный полимер Lira24 с простой структурой и продемонстрировали его высокий потенциал в качестве ДТМ в лабораторных образцах ПСБ. Сочетание предложенных структурных блоков в основной цепи полимера обеспечило хорошее согласование энергии высшей занятой молекулярной орбитали ДТМ с валентной зоной перовскитного материала MAPbI3, что важно для эффективного извлечения носителей зарядов из активного слоя. Кроме того, разработанный полимер Lira24 показал на два порядка большие подвижности дырок (1.7×10-3 см2В-1с-1), чем у широко используемого стандартного ДТМ – PTAA. Последнее связано с хорошим упорядочением полимерных цепей в конденсированной фазе, что было установлено с помощью широкоуглового рассеяния рентгеновского пучка. Теоретические расчеты показали, что хорошая организация макромолекул Lira24 в твердой фазе обусловлена нековлентными внутримолекулярными взаимодействиями, которые выступают в роли «конформационного замка». Изготовленные коллегами из Сколковского института науки и технологий перовскитные солнечные батареи с использованием в качестве ДТМ нового полимера Lira24 показали эффективность преобразования света 18.1%.
«Работы с этим материалом продолжаются и вскоре можно ожидать улучшения достигнутых показателей» – сообщает первый автор работы Иваненко Диана – студентка четвертого курса Белгородского государственного технологического университета.
«Примечательно, что значительная часть синтетической работы была выполнена молодыми исследователями в рамках летней исследовательской школы «ЛИРА-24», организованной на базе ФИЦ ПХФ и МХ РАН» – комментирует заведующий лабораторией фоточувствительных и электроактивных материалов, Александр Аккуратов. «Лагерь предоставил уникальную возможность студентам погрузиться в фундаментальную и прикладную науку. Ребята с большим интересом участвуют в работе, ответственно относятся к решению поставленных задач и находят оригинальные подходы к достижению цели»
Руководитель Лагеря «ЛИРА» заведующий ОПиКМ Георгий Малков отмечает, что вовлечение студентов в исследовательский процесс в нашем Центре в таком формате является не только важным этапом подготовки научных кадров, но и возможностью популяризации научной деятельности в институтах РАН.
Работа выполнена коллективом авторов ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Диана Иваненко, Оксана Лашманова, Мария Агапитова, Михаил Терещенко, Наталья Никитенко, Алексей Пирязев, Дмитрий Черняев, Сергей Карпов, Илья Кузнецов, Дмитрий Иванов и Александр Аккуратов.
А также при участии ученых из других центров исследований:
- Белгородский государственный технологический университет, Белгород
- Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, Саранск
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара
- Воронежский государственный университет, Воронеж
- Сколковский институт науки и технологий, Москва
- Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь
- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва
- Университет науки и технологий «Сириус», Сочи
D. A. Ivanenko, O. I. Lashmanova, A. V. Sklemina, A. V. Skorlukhanova, M. M. Agapitova, A. N. Zhivchikova, M. M. Tepliakova, M. D. Tereshchenko, N. G. Nikitenko, A. A. Piryazev, E. D. Siaglova, D. A. Chernyayev, S. V. Karpov, I. E. Kuznetsov, D. A. Ivanov, A. V. Akkuratov // Novel Benzodithiophene-Based Polymer with Intramolecular Non-Covalent Interactions as a Hole Transporting Layer for Perovskite Solar Cells // Macromolecular Chemistry and Physics, 18.04.2025, Q-2, IF=3.4