В последние годы ученые достигли того, что в настоящее время новые и, естественно, несуществующие в природе галогенидные перовскитовые фотоэлементы стали такими же эффективными, как и фотоэлементы на основе кремния. Особенностью этих перовскитов является динамическое поведение атомов при комнатной температуре. Согласно данным Университета Регенсбурга, ранее было неясно, как атомный «динамический хаос в перовскитах может обеспечивать эффективное поглощение солнечного света».
Кристиан Германн и команда Дэвида Эггера из Института теоретической физики Регенсбургского университета (в настоящее время на кафедре физики, Мюнхенский университет) провели «квантово-механические расчеты молекулярной динамики с помощью суперкомпьютеров, чтобы понять коллективное поведение атомов и электронов в перовските в практически релевантных условиях», — сообщают исследователи.
Их работа (опубликованная в журнале Nature Communications) показывает, что «как это ни парадоксально, динамический хаос атомов в кристаллах перовскита не распространяется в пространстве». Хотя «могут возникнуть массовые эффекты хаоса, но затронутые домены динамически экранированы друг от друга, так что практически не влияет на поведение электронов в кристалле».
Такой «баланс между порядком и хаосом» важен для «эффективного поглощения солнечного света в галогенидных перовскитных фотоэлементах». Эти выводы «заложили основу для понимания новых материалов для солнечной энергетики на микроскопическом уровне». Результаты работы могут стать основой для достижения дальнейшего прогресса в разработке эффективных и недорогих фотоэлементов.
«Nature Communications»: Кристиан Германн и Дэвид Эггер «Dynamic shortening of disorder potentials in anharmonic halide perovskites» (2019, DOI: 10.1038 / s41467-019-11087-y)
Источник: https://www.photon.info/de/news/physiker-beschreiben-effiziente-aufnahme-von-sonnenlicht-perowskit-solarzellen