Российские химики сумели заменить токсичный свинец в солнечных батареях

Ученые химического факультета МГУ совместно с коллегами из Института органической химии им. Н.А. Зелинского РАН совершили значимый шаг к созданию «зеленой» энергетики будущего. В центре внимания исследователей оказались гибридные галогенметаллаты на основе висмута и сурьмы – перспективные полупроводники, способные заменить токсичные свинецсодержащие аналоги.

Российские химики сумели заменить токсичный свинец в солнечных батареях

Главная проблема традиционных высокоэффективных материалов заключается в их опасности для экосистем. Несмотря на то что свинцовые перовскиты обеспечивают КПД свыше 26%, их применение ограничено строгими экологическими нормами. Попытки заменить свинец на олово ранее не увенчались успехом из-за его нестабильности при контакте с кислородом или под воздействием света.

Команда российских химиков применила принципиально иную стратегию. Вместо поиска одиночного элемента-аналога они использовали эффект смешанной валентности. Комбинируя атомы висмута и сурьмы в степенях окисления +3 и +5 внутри единой кристаллической решетки, ученым удалось сформировать так называемые межщелевые состояния. Это позволило тонко настроить энергетическую структуру вещества, снизив барьер для перехода электронов до оптимальных значений (1.27–1.58 эВ), необходимых для поглощения широкого спектра солнечного излучения.

Стабильность новых бромметаллатов обеспечивается сложной трехмерной архитектурой, где анионная часть удерживается слабыми связями бром-бром, а органические компоненты фиксируются водородными связями. Полученные соединения демонстрируют идеальный баланс между низкой токсичностью, химической инертностью и высокой эффективностью захвата фотонов. Данное открытие формирует фундамент для промышленного выпуска экологически чистых фотоэлектрических панелей нового поколения.

Читайте также

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA