AP19174728 — Исследование предела эффективности металлоорганических перовскитов на основе CH3NH3SnI3 и CH3NH3PbI3 для фотовольтаики
Целью данной работы является исследование предела эффективности преобразования энергии и стабильности металлорганического перовскитного элемента, в том числе за счет разработки алгоритма моделирования тонкоплёночного перовскитного солнечного элемента с различными характеристиками, влияющими на предел эффективности преобразования энергии.
Актуальность проекта заключается в исследовании обобщенной модели эффективного перовскитного солнечного элемента на основе CH3NH3SnI3 и CH3NH3PbI3, характеристика которого зависит от влияния плотности объемных и межфазных дефектов, путем изучения количественного анализа численных данных различных структур CH3NH3SnI3 и CH3NH3PbI3, а также деградации функционального слоя тонкопленочного солнечного элемента на основе CH3NH3PbI3 под воздействием атмосферы окружающей среды с помощью ИК-Фурье спектроскопии. Актуальной проблемой проекта является определения предельной эффективности солнечного элемента путем комбинации параметры и свойств материалов поглощающего и транспортных слоев, а также исследование путей повышения стабильности солнечных элементов.
Научный руководитель: Доктор Ph.D., Ассоциированный профессор, Омарова Жансая Бағдатқызы
Полученные результаты: В рамках проекта была разработана обобщенная модель перовскитного солнечного элемента с учетом влияния объемных, поверхностных и межфазных дефектов. Проведен анализ влияния концентрации дефектов на фотоэлектрические характеристики устройств на основе CH₃NH₃SnI₃ с различными транспортными слоями. Установлено, что увеличение плотности дефектов приводит к существенному снижению эффективности преобразования энергии и усилению рекомбинационных потерь. Определена оптимальная толщина активного слоя, обеспечивающая максимальные значения фототока и эффективности. Исследованы механизмы деградации перовскитных пленок под воздействием влаги, света и воздуха, а также их влияние на структурные и оптические свойства материалов. Полученные результаты позволяют повысить понимание факторов, ограничивающих эффективность и стабильность перовскитных солнечных элементов.
Список публикаций с ссылками на них
- Омарова Ж. Б., Ережеп Д., Жантуаров Р., Токмолдин Н. Исследование стабильности функционального слоя в перовскитном солнечном элементе // Журнал проблем эволюции открытых систем. – 2023. – Т. 25, № 3–4. – С. 56–64. https://doi.org/10.26577/JPEOS.2023.v25.i3-4.i4
- Bakar A., Ahmed M., Omarova Z. B., Toleubay G. K., Shalenov E. O. Revealing the improved elasto-mechanical, opto-electronic, thermodynamic and thermoelectric properties of double perovskites Rb₂TlAF₆ (A = Ir, Rh): A DFT analysis // Surfaces and Interfaces. – 2025. – Vol. 71. – 106777. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2025.106777
- Shaikhmeddenova A., Shalenov E., Dossymbekova A., Omarova Zh. Performance optimisation of CH₃NH₃SnI₃ based perovskite solar cells via drift-diffusion simulation // The 13th International Conference on Nanomaterials and Advanced Energy Storage Systems (INESS-2025). – 2025. – P. 133.
- Omarova Zh., Shaikhmeddenova A., Shalenov E., Dossymbekova A. Modeling and performance optimization of CH₃NH₃SnI₃-based lead-free perovskite solar cells // The 5th International Online Conference on Nanomaterials. – 2025. – P. 120. https://sciforum.net/events_files/937/customs/433b31eac0b704b02fd16bf652d0c801.pdf