Новые подходы к формированию светопоглощающих слоёв перовскитных солнечных элементов на основе фаз APbX3 (A = CH3NH3+, (NH2)2CH+; X = I-, Br-) с использованием реакционных полигалогенидов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.21, кандидат наук Белич Николай Андреевич

• Белич Николай Андреевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Белич Николай Андреевич

2. Обзор литературы

2.1 Общие требования к светопоглощающим материалам солнечных элементов

2.1.1 Требования к положению края оптического поглощения, современные светопоглощающие материалы, каскадные солнечные элементы

2.1.2 Процессы поглощения излучения и влияние на них морфологии поверхности

2.2 Состав, структура и оптоэлектронные свойства галогенидных перовскитов

2.3 Архитектура перовскитных солнечных элементов

2.4 Требования к морфологическим характеристикам плёнки перовскита

2.5 Современные методы получения тонких плёнок гибридных перовскитов

2.5.1 Растворные методы

2.5.2 Газофазные методы

2.6 Развитие подходов по направленному использованию редокс - процессов для осаждения слоев гибридных перовскитов

2.7 Операционная стабильность перовскитных солнечных элементов, современные подходы обеспечения высокого КПД устройств при эксплуатации

2.7.1 Механизмы деградации перовскитных СЭ, способы аттестации стабильности устройств

2.7.2 Инкапсуляция (герметизация) перовскитных солнечных элементов

2.7.3 Примеры наиболее перспективных решений для создания солнечных элементов на основе гибридных перовскитов

2.8 Заключение

3. Экспериментальная часть

3.1 Реагенты

3.2 Методы получения материалов

3.2.1 Получение плёнок гибридных перовскитов

3.2.2 Сборка экспериментальных образцов и инкапсуляция перовскитных солнечных элементов

3.3 Методы исследований и измерений

4. Обсуждение результатов

4.1 Области существования, особенности строения и свойства полигалогенидов метиламмония и формамидиния

4.2 Свойства растворов полииодидов метиламмония и формамидиния

4.2.1 Свойства спиртовых растворов полиганогенидов метиламмония и формамидиния как прекурсора для конверсии свинецсодержащих плёнок

4.2.2 Свойства растворов полииодидов метиламмония и формамидиния в неполярных растворителях

4.3 Разработка методов получения тонких плёнок гибридных перовскитов с использованием плёнок металлического свинца в качестве прекурсора

4.3.1 Нанесение полииодидного расплава на металлический свинец

4.3.2 Окисление металлического свинца парами йодида метиламмония при повышенной температуре

4.3.3 т^Ш формирование реакционных полигалогенидов на поверхности металлического свинца

4.3.4 Использование спиртовых растворов полигалогенидов для синтеза светопоглощающего слоя перовскитных солнечных элементов с заданной морфологией

4.3.5 Использование растворов полигалогенидов в неполярных растворителях для синтеза светопоглощающего слоя перовскитных солнечных элементов с заданной морфологией

4.4 Разработка методики инкапсуляции экспериментальных образцов перовскитных солнечных элементов, aнализ фотодеградации устройств

4.5 Анализ эффективности и стабильности солнечных элементов со светопоглощающим слоем, полученным с использованием полигалогенидов

5. Основные фундаментальные и практические результаты работы

6. Выводы

7. Список использованных источников

8. Приложения

8.1 Приложение 1. Список патентов

8.2 Приложение 2. ISOS-протоколы исследования перовскитных фотоэлементов

8.3 Приложение 3. Сводные данные по экспериментальным работам, в которых была продемонстрирована высокая операционная стабильность перовскитных фотоэлементов при постоянном облучении (и нагреве)

8.4 Приложение 4. Пример аппроксимации КР-спектра РПР, калибровочные кривые для определения состава расплава MAIx по данным КР

8.5 Приложение 5. Результаты тестирования стабильности перовскитных солнечных элементов

Список обозначений и сокращений

СЭ - солнечный элемент

MAPbl3 - CH3NH3Pbl3

MAI - CH3NH3I

ДМФА - диметилформамид

ДМСО - диметилсульфоксид

MA+ = катион метиламмония, CH3NH3+

FA+ = катион формамидиния, CH3NH3+

ШЗЗ (Eg) - ширина запрещённой зоны полупроводника

AM 1.5 - стандарт излучения, соответствующий солнечному свету, прошедшему через земную атмосферу под зенитным углом = 48.2° (оптический путь увеличенный в 1.5 раза по сравнению с зенитным). Мощность данного излучения составляет 1000.4 Вт/м2. В частности, излучение данного стандарта создаётся в симуляторах солнечного света для характеризации солнечных элементов. TCO - Transparent Conductive Oxide - прозрачный проводящий оксид.

ITO - Indium-Tin-Oxide - оксид индия-олова, прозрачный проводящий оксидный материал, плёнки которого часто используются в качестве материала токопроводящего окна в солнечных элементах. FTO - Fluorine-doped Tin Oxide - стеклянная пластина с нанесенным покрытием на основе оксида олова, легированного фтором, прозрачный проводящий оксидный материал

PCE - Power Conversion Efficiency - коэффициент полезного действия (КПД) солнечного элемента. Спинкоатинг - способ осаждения тонких слоёв и плёнок путём накапывания растворов прекурсоров целевого соединения на вращающуюся подложку, обычно в отечественной литературе называется как метод осаждения на вращающуюся подложку.

MPPT - Maximum Power Point Tracking - отслеживание точки максимальной мощности солнечного

элемента по механизму "возмущение и наблюдение"

ВАХ - Вольтамперная характеристика

Voc - Напряжение холостого хода

Isc - Ток короткого замыкания

FF - фактор заполнения

DSSC - Dye-Sensitized Solar Cell - сенсибилизированные красителем солнечные элементы HTL - Hole-Transporting Layer - слой материала с дырочной проводимостью ETL - Electron-Transporting Layer - слой материала с электронной проводимостью

CIGS - CuIn(l-x)Ga(x)Se2, селениды меди-индия-галлия

РФА - Рентгенофазовый анализ

РЭМ - Растровая электронная микроскопия

ПЭМ - Просвечивающая электронная микроскопия

РСМА - Рентгеноспектральный микроанализ

КР - Спектроскопия комбинационного рассеяния

РПР - реакционный полигалогенидный расплав

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Новые подходы к формированию светопоглощающих слоёв перовскитных солнечных элементов на основе фаз APbX3 (A = CH3NH3+, (NH2)2CH+; X = I-, Br-) с использованием реакционных полигалогенидов»

1. Введение

Интенсивное развитие альтернативных источников энергии является характерной тенденцией последних десятилетий, определяющей высокую востребованность новых материалов для электрохимической, ядерной, солнечной и водородной энергетики. В стратегии научно-технического развития РФ (п.20, б) в качестве важнейшей задачи ставится переход к экологически чистым и ресурсосберегающим технологиям, генерации, транспортировки и хранения энергии. Недавнее открытие нового поколения материалов для солнечной энергетики - гибридных органо-неорганических перовскитов на основе галогенплюмбатов [1-8] в существенной степени изменило картину текущих и прогнозируемых научно-технических исследований и выдвинуло этот класс материалов на одно из первых мест по количеству публикаций в мировой научно-технической литературе. Солнечные элементы на основе гибридных перовскитов рассматриваются как новое поколение фотоэлектрических систем, характеризующееся высокими шансами на переход к практическому использованию уже в обозримом будущем, в частности, в силу достижения КПД перовскитных солнечных элементов значений >25%, превышающих в настоящий момент аналогичные значения для аморфного и поликристаллического кремния [9]. Уникальные оптоэлектронные характеристики [10,11], простые, как считается, растворные и парофазные методы получения [7,12] делают солнечные элементы на основе гибридных перовскитов крайне востребованными и популярными с точки зрения изучения как фундаментально-научных (неорганической химии, кристаллохимии, физической химии), так и инженерных аспектов (воспроизводимость и экономическая целесообразность технологий получения). К сожалению, несмотря на кажущуюся простоту существующих методик осаждения гибридных перовскитов, неизбежная проблема формирования кристаллосольватов [13-15], испарение большого количества токсичных растворителей [16], сложности достижения равномерности толщины слоя и его сплошности, технические сложности реализации вакуумных методов осаждения [17,18] до сих пор не позволяют в полной мере использовать заявленные преимущества и реализовать масштабирование и переход к массовому производству перовскитных солнечных элементов.

В связи с этим, является актуальным поиск принципиально новых методов получения гибридных перовскитов, лишенных указанных недостатков и обеспечивающих в перспективе достижение высокой воспроизводимости и масштабируемости способов нанесения тонких пленок гибридных перовскитов для применения в солнечной энергетике. Таким образом, целью настоящей

работы является разработка нового метода формирования тонких пленок гибридных перовскитов для солнечных элементов с контролируемой морфологией и оптоэлектронными характеристиками за счет окислительно-восстановительных реакций при участии полиганогенидов. Достижение указанной цели осуществлялось за счет решения широкого комплекса задач:

1) разработка новых методик получения светопоглощающих слоев на основе гибридных перовскитов с участием реакционных полигалогенидов,

2) получение, исследование структуры, состава, областей существования, растворимости реакционных полигалогенидов в полярных и неполярных растворителях,

3) исследование особенностей окислительно-восстановительных процессов формирования гибридных перовскитов с участием полигалогенидов метиламмония и формамидиния в различных средах (полярных, неполярных растворителях, низкотемпературных расплавах), анализ взаимодействия полигалогенидов с тонкими пленками металлического свинца при различных стехиометрических соотношениях прекурсоров,

4) исследование влияния параметров синтеза на морфологические, микроструктурные и оптоэлектронные характеристики пленок гибридных перовскитов, полученных в ходе окислительно-восстановительных реакций при участии полиганогенидов;

5) сборка прототипов перовскитных солнечных элементов с использованием разработанных методик, анализ влияния экспериментальных условий получения, морфологических характеристик и оптоэлектронных свойств плёнок перовскита на функциональные параметры солнечных элементов. Разработка методики герметизации для защиты устройств от внешних факторов деградации; анализ стабильности характеристик элементов в условиях эксплуатации.

Основными объектами исследования в работе являются тонкие пленки и материалы состава АРЬХз (А = СШКНз+ =МА+, (NH2)2CH+=FA+; X = I-, Вг-) с заданной микроструктурой и морфологией, а также конечные устройства - прототипы солнечных ячеек для аттестации функциональных характеристик с использованием стандартизированных процедур.

В работе использован комплекс современных методов анализа материалов, включавший в себя оптическую и растровую электронную микроскопию с локальным рентгеноспектральным микроанализом (РЭМ и ЛРСМА), просвечивающую электронную микроскопию (ПЭМ), рентгенофазовый (РФА) анализ, спектроскопию в УФ и видимой области, люминесцентную спектроскопию, КР спектроскопию, вольтамперометрию, анализ фотоэлектрических характеристик солнечных элементов.

Научная новизна работы:

1) Разработаны новые методики получения тонких пленок светопоглощающих материалов на основе гибридных перовскитов с использованием реакционных полигалогенидов в качестве прекурсоров.

2) Установлены основные особенности локальной структуры реакционных полигалогенидов состава МА1з+х (х=0-4) и пределы их растворимости в ряде полярных и неполярных растворителей.

3) Определены физико - химические особенности взаимодействия растворов полигалогенидов метиламмония и формамидиния в изопропаноле и толуоле с тонкими плёнками металлического свинца и РЬЬ, выявлены ключевые факторы, определяющие особенности фазообразования, микроструктуры плёнок гибридного перовскита, а также степень конверсии свинец-содержащих слоев.

4) Экспериментально определены условия получения плёнок гибридного перовскита заданной толщины с требуемой морфологией, предложены оптимальные параметры термической и газовой постобработки полученных материалов для улучшения их оптоэлектронных свойств, установлено влияние ключевых параметров процесса получения светопоглощающего слоя на функциональные характеристики прототипов солнечных элементов.

5) Разработана универсальная лабораторная методика инкапсуляции прототипов перовскитных солнечных элементов, обеспечивающая высокую стабильность устройств при хранении и длительном непрерывном функционировании.

Положения, выносимые на защиту:

1) Методики получения тонких пленок светопоглощающих материалов на основе гибридных перовскитов с использованием реакционных полигалогенидов.

2) Установленные особенности локальной структуры реакционных полигалогенидов состава МА1з+х (х=0-4), пределы их растворимости в ряде полярных и неполярных растворителей.

3) Экспериментально определенные физико-химические особенности взаимодействия растворов полигалогенидов метиламмония и формамидиния в изопропаноле и толуоле с тонкими плёнками металлического свинца и РЬЬ и соответствующие факторы, определяющие степень конверсии свинец-содержащих слоев, состав и микроструктуру плёнок гибридного перовскита.

4) Условия получения плёнок гибридного перовскита заданной толщины с требуемой морфологией, параметры термической и газовой постобработки полученных материалов для улучшения их оптоэлектронных свойств, влияние условий получения светопоглощающего слоя и параметров сборки фотоэлементов на функциональные характеристики солнечных элементов.

5) Оригинальная методика инкапсуляции прототипов перовскитных солнечных элементов, обеспечивающая высокую операционную стабильность устройств.

Практическая значимость работы заключается в том, что предложенные принципиально

новые методики получения светопоглощающих слоев перовскитных солнечных элементов с

применением полигалогенидов могут быть потенциально использованы для создания

промышленных технологий производства солнечных элементов и других оптоэлектронных

устройств нового поколения. Адаптированы методики для нанесения функциональных

светопоглощающих материалов на n-проводящие подложки на основе TiO2 и SnO2, в том числе для

однородного конформного нанесения на текстурированную поверхность кремния, предложен

протокол проведения полного цикла сборки и инкапсуляции лабораторных образцов

высокоэффективных перовскитных солнечных элементов. С использованием разработанных

методов синтеза плёнок гибридных галогенидов свинца были получены лабораторные образцы

перовскитных солнечных элементов с КПД выше 17%. Разработанные масштабируемые подходы

имеют практическую значимость для создания высокоэффективных фотоэлектрических

преобразователей нового поколения с уменьшенной нормированной стоимостью производимой

электроэнергии. Результаты работы представляют интерес для компании «Хевел», научные данные

могут быть востребованы при проведении НИР и формировании образовательных программ для

Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Института Общей и

Неорганической Химии им. Н.С. Курнакова РАН, Института Физической Химии и Электрохимии

им. А.Н. Фрумкина РАН, Института Металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН.

Личный вклад автора работы состоит в анализе литературных источников, российских и

зарубежных патентов, получении всех основных результатов, разработке и экспериментальной

реализации растворных методов получения образцов светопоглощающих слоев, их комплексной

аттестации, проведении анализа с использованием большинства использованных в работе

аналитических методов, разработке воспроизводимой методики сборки солнечных элементов, их

инкапсуляции и анализа их функциональных характеристик, подготовке публикаций и патентов по

10

результатам работы. Работа выполнена в Лаборатории Новых Материалов для Солнечной Энергетики ФНМ МГУ (ЛНМСЭ), отдельные работы выполнялись в сотрудничестве с научными группами химического факультета МГУ (Рыбальченко А.В., электрохимические методы анализа), биологического факультета МГУ (Максимов Е.Г., фотолюминесцентные методы анализа), лабораторией профессора М. Гретцеля (Швейцария), Токийским университетом (Япония). Часть работ по сборке солнечных элементов выполнялась совместно с сотрудниками ЛНМСЭ Ивлевым П.А., Пустоваловой А.А., Петровым А.А. Отдельные работы по синтезу плёнок перовскита с использованием растворов полигалогенидов выполнялись студентами и аспирантами ФНМ Судаковым А.А., Рудневым П.О., Степановым Н.М. под руководством автора. Приборная база для долгосрочной аттестации фотостабильности образцов была разработана совместно с Петровым А.А.

Апробация работы состоялась на следующих конференциях и симпозиумах: Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference (MAPPIC-2019, MAPPIC-2020); Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов 2021", "Ломоносов 2020", "Ломоносов 2018"; Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии (2018, 2021). По результатам работы опубликовано 5 статей в научных журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus, получено 11 патентов.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка использованных источников и приложений; изложена на 190 страницах, содержит 86 иллюстраций, 3 таблицы, 5 приложений. Список литературы включает 252 источника.

2. Обзор литературы

Общемировая тенденция к увеличению доли возобновляемых источников энергии в структуре энергопотребления и к внедрению распределённой электрогенерации делает всё более актуальной разработку коммерчески доступных солнечных батарей наряду с другими альтернативными источниками энергии [19]. На рынке фотоэлектрических преобразователей сегодня доминируют солнечные батареи на основе кристаллического кремния, альтернативу которым (около 5% производства) составляют тонкоплёночные устройства на основе CdTe и CIGS [20]. При этом существует ряд факторов, которые не позволяют назвать кристаллический кремний идеальным материалом для создания солнечных элементов: химический процесс получения высокочистого кремния неизбежно сопряжен с высокими энергетическими затратами и вредным воздействием на окружающую среду [21], в то же время КПД кремниевых фотоэлементов в настоящий момент близок к достижимому на практике пределу [22]. Повышение КПД солнечного элемента (СЭ), в свою очередь, является одним из приоритетных путей развития фотовольтаики, поскольку основной вклад в стоимость промышленной "солнечной" электроэнергии (для всех коммерциализированных технологий массового производства СЭ) вносит не стоимость СЭ, а расходы на вспомогательные технологические элементы солнечного модуля и электростанции, а также их обслуживание [8]. Очевидно, что при этом увеличение количества электроэнергии, выработанной СЭ за время его эксплуатации, пропорционально уменьшит стоимость произведённого электричества.

Коммерческие тонкоплёночные солнечные элементы требуют меньших затрат на производство, однако, как правило, уступают кристаллическому кремнию в отношении КПД. Среди новых перспективных тонкоплёночных СЭ наибольший интерес исследовательского сообщества в настоящее время вызывают перовскитные солнечные элементы благодаря быстрому прогрессу в увеличении КПД: текущий рекордный КПД лабораторных образцов перовскитных солнечных элементов на март 2022 г составляет 25.7%, что уже превышает показатели для всех тонкоплёночных технологий кроме GaAs (его массовое применение ограничено рядом факторов [23,24]) и уступает монокристаллическому кремнию менее 1% [9]. При этом для создания перовскитных СЭ применимы сравнительно дешёвые и энергоэффективные методы производства, что делает данную технологию крайне перспективной для коммерциализации при условии решения ряда технологических и фундаментально-научных задач, связанных с масштабированием технологии и увеличением операционной стабильности устройств [25]. Дополнительно, благодаря уникальным

оптоэлектронным свойствам гибридных галогенидов свинца, перовскитные СЭ при прочих равных условиях могут иметь существенно меньшую толщину, что позволяет создавать гибкие СЭ с рекордной удельной мощностью на единицу массы, а также обладают высокой радиационной стойкостью, что важно, например, для "космических" приложений [10]. Более того, прототипы тандемных солнечных элементов на основе монокристаллического кремния и гибридных галогенидов свинца уже продемонстрировали КПД выше 29%, что по ряду техноэкономических оценок превышает порог, требуемый для коммерчески-обоснованного перехода от кремниевых фотоэлементов к перовскит-кремниевым тандемам при достижении достаточной операционной стабильности таких устройств [26].

Однако, несмотря на оптимизм, основывающийся на стремительном прогрессе в разработке физико-химических и технологических решений для повышения эффективности перовскитных солнечных элементов, в области исследования данного класса соединений остро стоят вопросы повышения операционной стабильности устройств, а также выбора масштабируемых подходов, делающих возможным массовое производство. Анализ основных требуемых характеристик светопоглощающих материалов солнечных батарей, описание особенностей светопоглощающих материалов на основе гибридных галогеноплюмбатов и тенденций в области создания и исследования перовскитных солнечных элементов дан в настоящем обзоре.

2.1 Общие требования к светопоглощающим материалам солнечных элементов

2.1.1 Требования к положению края оптического поглощения, современные

светопоглощающие материалы, каскадные солнечные элементы

Максимально достижимый КПД солнечных элементов ограничен рядом физических

факторов, которые нельзя обойти в рамках базового концепта гомо- и гетеропереходных

фотоэлементов [27]. В частности, фотоны с энергией ниже ШЗЗ светопоглощающего

полупроводника не могут быть преобразованы в электрический ток. Например, кристаллический

кремний не поглощает фотоны с энергией менее 1.1 эВ, а «классический» гибридный перовскит

МАРЬ1з не поглощает фотоны с энергией менее ~1.6 эВ. На рисунке 1А представлен спектр

солнечного излучения и отмечены края поглощения для кристаллического Si и МАРЬ1з. В то же

время, носители заряда, возбуждённые фотонами с энергией больше Eg, теряют часть своей энергии

из-за термализации: фотовозбуждённые электроны перед экстракцией во внешнюю электрическую

цепь релаксируют по энергии до дна зоны проводимости с выделением тепла. Таким образом, часть

13

энергии каждого поглощённого полупроводником фотона с энергией выше Eg не преобразуется в электрический ток и переходит в тепло. Наряду с другими термодинамическими процессами перечисленные факторы приводят к существенной зависимости максимального КПД солнечных элементов от ширины запрещённой зоны полупроводника. На рисунке ниже (Рисунок 1Б) представлена теоретическая зависимость максимального КПД однопереходного солнечного элемента от ШЗЗ светопоглощающего полупроводника (синяя область "Power out") в соответствии с пределом Шокли-Квайссера [28]. Также на рисунке отмечены доли других неизбежных потерь, в частности, на термализацию, "непоглощённые" фотоны с E<Eg, эмиссию и термодинамические факторы [29]. Согласно пределу Шокли-Квайссера с учётом особенностей спектра солнечного излучения на поверхности земли (см. Рисунок 5Б, чёрная кривая), максимальный КПД однопереходного солнечного элемента составляет ~33% и достигается при ШЗЗ светопоглощающего полупроводника в диапазоне 1.1-1.4 эВ. В настоящее время для создания коммерческих солнечных батарей в подавляющем большинстве случаев используются кристаллический кремний (1.1 эВ) и тонкоплёночные материалы CdTe (1.45 эВ) и CuIn(i-x)GaxSe2 (1.0-1.7 эВ).

Рисунок 1. А - Спектр солнечного излучения (AM 1.5) в виде зависимости мощности излучения от его длины волны. Вертикальными линиями отмечены Eg кристаллического кремния и MAPbIз. Видимый диапазон излучения отмечен на рисунке соответствующими цветами. Адаптировано из [2]. Б - Внутренние механизмы потерь и максимальный КПД в однопереходных солнечных элементах в зависимости от ШЗЗ светопоглощающего полупроводника. Адаптировано из [29].

Достижимые на практике показатели КПД солнечных элементов несколько ниже теоретических значений. Например, теоретический предел для кремниевых солнечных элементов c учётом фактических фундаментальных особенностей материала - доминирующей Оже-рекомбинации и конечной подвижности носителей заряда - составляет около 29.1% против теоретических 32% [30]. С учётом неизбежного паразитного поглощения, рекомбинации на интерфейсах и других потерь в реальном устройстве, практически-достижимый в настоящее время предел КПД кремниевых фотоэлементов оценивается в ~27.1%, а текущий экспериментальный рекорд составляет 26.3% [22].

В 2020 году около 95% всех произведённых солнечных батарей были кремниевыми [20], несмотря на то, что тонкоплёночные солнечные батареи имеют более высокий потенциал удешевления производства. При этом даже для "дорогих" кремниевых солнечных батарей вклад стоимости производства непосредственно кремниевых солнечных элементов составляет менее четверти от суммарной стоимости вырабатываемой ими электроэнергии, определяющий вклад в которую вносит стоимость технологических элементов солнечного модуля (рамы, контактной сетки, проводов, стекла), а также стоимость инверторов, установки модулей, их обслуживания и пр.[8] Это иллюстрирует то, что задача повышения КПД солнечных элементов столь же актуальна, как и поиск путей удешевления их производства.

Уменьшить потери на термализацию и "непоглощённые" фотоны и, соответственно, увеличить максимальный КПД устройства позволяют каскадные солнечные элементы. В них используются несколько светопоглощающих полупроводников с разной ШЗЗ. Например, в тандемных (или "двухпереходных") солнечных элементах высокоэнергетические фотоны поглощаются полупроводником с большей ШЗЗ ("верхняя" субъячейка), а низкоэнергетические фотоны с E<Eg проходят сквозь слой этого полупроводника и поглощаются вторым полупроводником с меньшей ШЗЗ ("нижняя" субъячейка). Текущий экспериментальный рекорд КПД для каскадных солнечных элементов достигается с использованием 6 субъячеек и составляет 39.2% (47.1% при 143-кратном концентрировании солнечного излучения) [31] однако из-за высокой стоимости материалов и производства такие устройства имеют сравнительно узкий спектр применений и не могут рассматриваться как кандидаты для масштабирования и массового производства электроэнергии. Для более "технологичных" тандемных солнечных элементов оптимальную "пару" образуют полупроводники с ШЗЗ ~1 эВ (нижняя субъячейка) и -1.7^1.9 эВ (верхняя субъячейка), что в теории позволит достичь КПД порядка 42-46% [8,29,32].

Выбор подходящих материалов для "нижней" субъячейки c ШЗЗ ~1 эВ фактически ограничивается III-V полупроводниками (например, GaxIni-xAs), производство которых требует применения эпитаксиального роста многослойных плёнок, что в данный момент делает их в 5001000 раз дороже кремниевых фотоэлементов [23]. В свою очередь кристаллический кремний с ШЗЗ = 1.1 эВ является самым узкозонным из коммерчески-доступных "солнечных" полупроводников наряду с селенидами меди-индия-галлия (Copper Indium Gallium Selenide, CIGS), которые несколько уступают кремнию в КПД, однако могут использоваться для создания гибких солнечных батарей. Благодаря высокому КПД и доступности кристаллический кремний сейчас считается наиболее

перспективным материалом для использования в тандемных солнечных элементах. Оптимальная

16

ШЗЗ для материала верхней субъячейки тандемного фотоэлемента с кремнием составляет около 1.7 эВ. Наиболее длинную историю экспериментальных разработок в данной области имеют тандемы кремния с полупроводниками: в 2017 году на механически-объединённом 4-Т тандеме Si-GaInP был продемонстрирован рекордный КПД = 32.8% [33]. Однако, коммерциализация таких устройств в настоящее время представляется затруднительной ввиду особенностей их архитектуры и высокой стоимости производства [34,35]. Если исключить Ш-У полупроводники, то выбор материалов для верхней субъячейки тандема с кремнием ограничивается халькогенидными материалами и гибридными перовскитами, однако первые существенно уступают гибридным перовскитам в КПД из-за принципиальных различий в оптоэлектронных свойствах данных светопоглощающих материалов [36]. Текущий рекорд эффективности тандемных фотоэлементов кремний - гибридный перовскит составляет 29,8% [9].

Таким образом, в настоящее время наиболее востребованными представляются полупроводниковые светопоглощающие материалы для солнечных батарей (в частности, гибридные перовскиты) с ШЗЗ около 1.1-1.4 эВ для создания однопереходных- или около 1.7 эВ для создания тандемных солнечных элементов с кремнием.

2.1.2 Процессы поглощения излучения и влияние на них морфологии поверхности

Для большинства очевидных применений солнечных элементов требуется максимально увеличить долю поглощённого ими света на единицу площади. Таким образом, спектральная зависимость коэффициента поглощения светопоглощающего материала определяет минимальную толщину его слоя, необходимую для поглощения большей части солнечного излучения. С данной точки зрения использование прямозонных полупроводников позволяют использовать значительно более тонкий слой светопоглощающего материала в солнечном элементе за счёт многократно более эффективного поглощения света (Рисунок 2). Например, для поглощения большей части излучения стандарта АМ 1.5 необходима плёнка МАРЬ1з толщиной порядка 500 нм либо кремниевая пластина толщиной около 100 мкм [37]. На рисунке 2 приведены коэффициенты поглощения плёнок МАРЬ1з с различной предысторией получения в сравнении с другими светопоглощающими материалами.

— GaAs

— Si

— InP

— CIGS

— CIS

— CdTe CdS

— CHjNHjPblj

— CHjNHjPblj^CI,

1,400

Рисунок 2. Спектральная зависимость коэффициента поглощения плёнок MAPbb c различной предысторией получения в сравнении с другими светопоглощающими материалами для фотовольтаики [2].

Увеличение толщины слоя светопоглощающего материала сопряжено с возникновением более строгих требований к концентрации и типу дефектов в материале (в частности, средняя длина диффузии фотоиндуцированных носителей заряда должна превышать толщину плёнки), увеличением массы устройства, большему расходу материала. В большинстве случаев для тонкоплёночных солнечных элементов используют планарные плёнки, для которых требуется однородность толщины, отсутствие сквозных отверстий в слое и неоднородностей состава, которые могут привести к эффектам шунтирования в устройстве. Исключение могут составлять декоративные "полупрозрачные" солнечные панели, например, для BIPV-приложений (Building-Integrated Photovoltaics). К примеру, в полупрозрачных перовскитных СЭ могут использоваться островковые плёнки светопоглощающего материала и заполнение свободного пространства прозрачным диэлектриком для исключения шунтирования [38].

Для уменьшения оптических потерь при отражении света от солнечного элемента и его пропускании сквозь недостаточно толстый слой полупроводника используют текстурирование -придание поверхности СЭ рельефа, который бы способствовал более эффективному захвату падающего света. Например, для перовскитных СЭ использование текстурированных подложек может позволить уменьшить толщину слоя перовскита до 200 нм без потерь в основных показателях

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Белич Николай Андреевич, 2022 год

7. Список использованных источников

[1] Миличко В.А. et al. Солнечная фотовольтаика: современное состояние и тенденции развития // Успехи физических наук. 2016. Vol. 186, № 8. P. 801-852.

[2] Huang A. et al. Achieving High Current Density of Perovskite Solar Cells by Modulating the Dominated Facets of Room Temperature DC Magnetron Sputtered TiO 2 Electron Extraction Layer // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. P. acsami.6b14040.

[3] Correa-Baena J.-P. et al. Promises and challenges of perovskite solar cells // Science (80-. ). 2017. Vol. 358. P. 739-744.

[4] Brenner T.M. et al. Hybrid organic—inorganic perovskites: low-cost semiconductors with intriguing charge-transport properties // Nat. Rev. Mater. Macmillan Publishers Limited, 2016. Vol. 1, № 1. P. 15007.

[5] Turkevych I. et al. Strategic advantages of reactive polyiodide melts for scalable perovskite photovoltaics // Nat. Nanotechnol. Springer US, 2019. Vol. 14, № 1. P. 57-63.

6] Petrov A.A. et al. A new formation strategy of hybrid perovskites via room temperature reactive polyiodide melts // Mater. Horizons. Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 4, № 4. P. 625-632.

7] Park N.G., Zhu K. Scalable fabrication and coating methods for perovskite solar cells and solar modules // Nat. Rev. Mater. Springer US, 2020. Vol. 5, № 5. P. 333-350.

8] Eperon G.E., Horantner M.T., Snaith H.J. Metal halide perovskite tandem and multiple-junction photovoltaics // Nat. Rev. Chem. 2017. Vol. 1, № 12.

9] NREL. Best Research-Cell Efficiency Chart [Electronic resource]. 2020.

10] Tu Y. et al. Perovskite Solar Cells for Space Applications: Progress and Challenges // Adv. Mater. 2021. Vol. 33, № 21. P. 1-22.

11] Anaya M. et al. ABX3 Perovskites for Tandem Solar Cells // Joule. 2017. Vol. 1, № 4. P. 769-793.

12] Swartwout R., Hoerantner M.T., Bulovic V. Scalable Deposition Methods for Large-area Production of Perovskite Thin Films // Energy and Environmental Materials. 2019. Vol. 2, № 2. P. 119-145.

13] Petrov A.A. et al. Crystal Structure of DMF-Intermediate Phases Uncovers the Link Between CH 3 NH 3 Pbl 3 Morphology and Precursor Stoichiometry // J. Phys. Chem. C. 2017. Vol. 121, № 38. P. 20739-20743.

14] Petrov A.A. et al. New Insight into the Formation of Hybrid Perovskite Nanowires via Structure Directing Adducts // Chem. Mater. 2017. Vol. 29, № 2. P. 587-594.

15] Cao J. et al. Identifying the Molecular Structures of Intermediates for Optimizing the Fabrication of High-Quality Perovskite Films // J. Am. Chem. Soc. 2016. Vol. 138, № 31. P. 9919-9926.

16] Wang J. et al. Highly Efficient Perovskite Solar Cells Using Non-Toxic Industry Compatible Solvent System // Sol. RRL. 2017. Vol. 1, № 11. P. 1700091.

17] Vaynzof Y. The Future of Perovskite Photovoltaics—Thermal Evaporation or Solution Processing? // Adv. Energy Mater. 2020. Vol. 10, № 48.

18] Abzieher T. et al. From Groundwork to Efficient Solar Cells: On the Importance of the Substrate Material in Co-Evaporated Perovskite Solar Cells // Under Rev. 2021. Vol. 2104482.

19] Прогноз развития энергетики мира и России 2019 / ed. под ред. Макарова А.А.; Митровой Т.А.; Кулагина В.А. Москва: ИНЭИ РАН-Московская школа управления СКОЛКОВО, 2019.

20] Fraunhofer ISE PHOTOVOLTAICS REPORT. 2020.

21] Maldonado S. The Importance of New "sand-To-Silicon" Processes for the Rapid Future Increase of Photovoltaics // ACS Energy Lett. 2020. Vol. 5, № 11. P. 3628-3632.

[22] Yoshikawa K. et al. Silicon heterojunction solar cell with interdigitated back contacts for a photoconversion efficiency over 26% // Nat. Energy. 2017. Vol. 2, № 5.

[23] Shen H. et al. Monolithic Perovskite/Si Tandem Solar Cells: Pathways to Over 30% Efficiency // Adv. Energy Mater. 2020. Vol. 10, № 13.

[24] Feltrin A., Freundlich A. Material considerations for terawatt level deployment of photovoltaics // Renew. Energy. 2008. Vol. 33, № 2. P. 180-185.

[25] Vidal R. et al. Comparison of Perovskite Solar Cells with other Photovoltaics Technologies from the Point of View of Life Cycle Assessment // Adv. Energy Sustain. Res. 2021. Vol. 2, № 5. P. 2000088.

[26] Li Z. et al. Cost Analysis of Perovskite Tandem Photovoltaics // Joule. Elsevier Inc., 2018. Vol. 2, № 8. P. 1559-1572.

[27] Green M.A. Third generation photovoltaics: Solar cells for 2020 and beyond // Phys. E Low-Dimensional Syst. Nanostructures. 2002. Vol. 14, № 1-2. P. 65-70.

[28] Shockley W., Queisser H.J. Detailed balance limit of efficiency of p-n junction solar cells // J. Appl. Phys. 1961. Vol. 32, № 3. P. 510-519.

[29] Hirst L.C., Ekins-Daukes N.J. Fundamental losses in solar cells // Prog. Photovoltaics Res. Appl. 2011. Vol. 19, № 3. P. 286-293.

[30] Richter A., Hermle M., Glunz S.W. Reassessment of the limiting efficiency for crystalline silicon solar cells // IEEE J. Photovoltaics. 2013. Vol. 3, № 4. P. 1184-1191.

[31] Geisz J.F. et al. Six-junction III-V solar cells with 47.1% conversion efficiency under 143 Suns concentration // Nat. Energy. Springer US, 2020. Vol. 5, № 4. P. 326-335.

[32] De Vos A. Detailed balance limit of the efficiency of tandem solar cells // J. Phys. D. Appl. Phys. 1980. Vol. 13, № 5. P. 839-846.

[33] Essig S. et al. Raising the one-sun conversion efficiency of III-V/Si solar cells to 32.8 for two junctions and 35.9 for three junctions // Nat. Energy. 2017. Vol. 17144, № August.

[34] Simon J., Young D., Ptak A. Low-cost III-V solar cells grown by hydride vapor-phase epitaxy // 2014 IEEE 40th Photovolt. Spec. Conf. PVSC 2014. 2014. P. 538-541.

[35] Bietti S. et al. Monolithic integration of optical grade GaAs on Si (001) substrates deeply patterned at a micron scale // Appl. Phys. Lett. 2013. Vol. 103, № 26.

[36] Yu Z., Leilaeioun M., Holman Z. Selecting tandem partners for silicon solar cells // Nat. Energy. 2016. Vol. 1, № 11.

[37] Yin W.-J. et al. Halide perovskite materials for solar cells: a theoretical review // J. Mater. Chem. A. 2015. Vol. 3, № 17. P. 8926-8942.

[38] Xu J. et al. Triple-halide wide-band gap perovskites with suppressed phase segregation for efficient tandems // Science (80-. ). 2020. Vol. 367, № 6482. P. 1097-1104.

[39] Wang F. et al. Toward ultra-thin and omnidirectional perovskite solar cells: Concurrent improvement in conversion efficiency by employing light-trapping and recrystallizing treatment // Nano Energy. Elsevier Ltd, 2019. Vol. 60, № January. P. 198-204.

[40] Jost M. et al. Textured interfaces in monolithic perovskite/silicon tandem solar cells: Advanced light management for improved efficiency and energy yield // Energy Environ. Sci. 2018. Vol. 11, № 12. P.3511-3523.

[41] Lehr J. et al. Energy yield modelling of perovskite/silicon two-terminal tandem PV modules with flat and textured interfaces // Sustain. Energy Fuels. Royal Society of Chemistry, 2018. Vol. 2, № 12. P. 2754-2761.

[42] Soto-Montero T., Soltanpoor W., Morales-Masis M. Pressing challenges of halide perovskite thin film growth // APL Mater. AIP Publishing, LLC, 2020. Vol. 8, № 11.

[43] Johnsson M., Lemmens P. Crystallography and Chemistry of Perovskites // Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials. Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 2007.

[44] Du M.H. Efficient carrier transport in halide perovskites: Theoretical perspectives // J. Mater. Chem. A. 2014. Vol. 2, № 24. P. 9091-9098.

[45] Nandi P. et al. Probing the Electronic Structure of Hybrid Perovskites in the Orientationally Disordered Cubic Phase // J. Phys. Chem. Lett. 2020. Vol. 11, № 14. P. 5719-5727.

[46] Filip M.R. et al. Steric Engineering of Metal-halide Perovskites with Tunable Optical Band Gaps // Nat. Commun. Nature Publishing Group, 2014. Vol. 5. P. 5757.

[47] Muller U. Inorganic Structural Chemistry, Second Edition. 2nd ed. WileyTextbooks, 2006. 203-204 p.

[48] Li C. et al. Formability of ABX 3 (X = F, Cl, Br, I) halide perovskites // Acta Crystallogr. Sect. B Struct. Sci. 2008. Vol. 64, № 6. P. 702-707.

[49] Green M. a., Ho-Baillie a., Snaith H.J. The emergence of perovskite solar cells // Nat. Photonics. Nature Publishing Group, 2014. Vol. 8, № 7. P. 506-514.

[50] Glazer A.M. The classification of tilted octahedra in perovskites // Acta Crystallogr. Sect. B Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. International Union of Crystallography, 1972. Vol. 28, № 11. P. 33843392.

[51] Oku T. Crystal structures of perovskite halide compounds used for solar cells // Rev. Adv. Mater. Sci. 2020. Vol. 59, № 1. P. 264-305.

[52] Travis W. et al. On the application of the tolerance factor to inorganic and hybrid halide perovskites: A revised system // Chem. Sci. Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 7, № 7. P. 4548-4556.

[53] Fedorovskiy A.E., Queloz V.I.E., Nazeeruddin M.K. Beyond Tolerance Factor: Using Deep Learning for Prediction Formability of ABX3 Perovskite Structures // Adv. Theory Simulations. 2021. Vol. 4, № 5. P. 1-6.

[54] Körbel S., Marques M.A.L., Botti S. Stability and electronic properties of new inorganic perovskites from high-throughput: Ab initio calculations // J. Mater. Chem. C. Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 4, № 15. P. 3157-3167.

[55] Wang C. et al. Illumination Durability and High-Efficiency Sn-Based Perovskite Solar Cell under Coordinated Control of Phenylhydrazine and Halogen Ions // Matter. 2021. Vol. 4, № 2. P. 709-721.

[56] Xu L. et al. Recent Advances in Inverted Lead-free Tin-Based Perovskite Solar Cells and Challenges // Energy Environ. Sci. Royal Society of Chemistry, 2021.

[57] Frolova L.A. et al. Exploring the Effects of the Pb2+ Substitution in MAPbI3 on the Photovoltaic Performance of the Hybrid Perovskite Solar Cells // J. Phys. Chem. Lett. 2016. Vol. 7, № 21. P. 4353-4357.

[58] Marchenko E.I. et al. Crystal chemical insights on lead iodide perovskite doping from revised effective radii of metal ions. 2021.

[59] Domanski K. et al. Not All That Glitters Is Gold: Metal-Migration-Induced Degradation in Perovskite Solar Cells // ACS Nano. 2016. Vol. 10, № 6. P. 6306-6314.

[60] Jiang Y. et al. Mitigation of Vacuum and Illumination-Induced Degradation in Perovskite Solar Cells by Structure Engineering // Joule. Elsevier Inc., 2020. Vol. 4, № 5. P. 1087-1103.

[61] Kubicki D.J. et al. Phase Segregation in Potassium-Doped Lead Halide Perovskites from 39K SolidState NMR at 21.1 T // J. Am. Chem. Soc. 2018. Vol. 140, № 23. P. 7232-7238.

[62] Kubicki D.J. et al. Phase Segregation in Cs-, Rb- and K-Doped Mixed-Cation (MA)x(FA)1-xPbI3 Hybrid Perovskites from Solid-State NMR // J. Am. Chem. Soc. 2017. Vol. 139, № 40. P. 1417314180.

[63] Park Y.H. et al. Inorganic Rubidium Cation as an Enhancer for Photovoltaic Performance and Moisture Stability of HC(NH2)2PbI3 Perovskite Solar Cells // Adv. Funct. Mater. 2017. Vol. 27, № 16. P. 21-27.

[64] Saliba M. et al. Incorporation of rubidium cations into perovskite solar cells improves photovoltaic performance // Science (80-. ). 2016. Vol. 354, № 6309. P. 206-209.

[65] Stolterfoht M. et al. How To Quantify the Efficiency Potential of Neat Perovskite Films: Perovskite Semiconductors with an Implied Efficiency Exceeding 28% // Adv. Mater. 2020. Vol. 32, № 17.

[66] Dagar J. et al. Alkali Salts as Interface Modifiers in n-i-p Hybrid Perovskite Solar Cells // Sol. RRL.

166

2019. Vol. 3, № 9. P. 1-10.

[67] Yoo J.J. et al. Efficient perovskite solar cells via improved carrier management // Nature. Springer US, 2021. Vol. 590, № 7847. P. 587-593.

[68] Zheng F. et al. Rashba spin-orbit coupling enhanced carrier lifetime in CH3NH3PbI3 // Nano Lett. 2015. Vol. 15, № 12. P. 7794-7800.

[69] Mosconi E., Etienne T., De Angelis F. Rashba Band Splitting in Organohalide Lead Perovskites: Bulk and Surface Effects // J. Phys. Chem. Lett. 2017. Vol. 8, № 10. P. 2247-2252.

[70] Ceratti D R. et al. Self-Healing Inside APbBr3 Halide Perovskite Crystals // Adv. Mater. 2018. Vol. 30, № 10. P. 1-7.

[71] Domanski K. et al. Migration of cations induces reversible performance losses over day/night cycling in perovskite solar cells // Energy Environ. Sci. Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 10, № 2. P. 604-613.

[72] Domanski K. et al. Systematic investigation of the impact of operation conditions on the degradation behaviour of perovskite solar cells // Nat. Energy. 2018. Vol. 3, № 1. P. 61-67.

[73] Kojima A. et al. Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells // J. Am. Chem. Soc. 2009. Vol. 131, № 17. P. 6050-6051.

[74] Kim H.-S. et al. Lead iodide perovskite sensitized all-solid-state submicron thin film mesoscopic solar cell with efficiency exceeding 9%. // Sci. Rep. 2012. Vol. 2, № 7436. P. 591.

[75] Lee M.M. et al. Efficient hybrid solar cells based on meso-superstructured organometal halide perovskites // Science (80-. ). American Association for the Advancement of Science, 2012. Vol. 338, № 6107. P. 643-647.

[76] Liu M., Johnston M.B., Snaith H.J. Efficient planar heterojunction perovskite solar cells by vapour deposition // Nature. Nature Publishing Group, 2013. Vol. 501, № 7467. P. 395-398.

[77] Schulz P., Cahen D., Kahn A. Halide Perovskites: Is It All about the Interfaces? review-article // Chem. Rev. American Chemical Society, 2019. Vol. 119, № 5. P. 3349-3417.

[78] Tavakoli M.M. et al. Synergistic Crystal and Interface Engineering for Efficient and Stable Perovskite Photovoltaics // Adv. Energy Mater. 2019. Vol. 9, № 1. P. 1-8.

[79] Sadegh F. et al. Copolymer-Templated Nickel Oxide for High-Efficiency Mesoscopic Perovskite Solar Cells in Inverted Architecture // Adv. Funct. Mater. 2021. Vol. 31, № 33. P. 1-12.

[80] Song Z. et al. Assessing the true power of bifacial perovskite solar cells under concurrent bifacial illumination // Sustain. Energy Fuels. Royal Society of Chemistry, 2021. Vol. 5, № 11. P. 28652870.

[81] Sahli F. et al. Fully textured monolithic perovskite/silicon tandem solar cells with 25.2% power conversion efficiency // Nat. Mater. Springer US, 2018. Vol. 17, № 9. P. 820-826.

[82] Gnaser H. Energy and angular distributions of sputtered species // Top. Appl. Phys. 2007. Vol. 110. P. 231-328.

[83] Fu Z. et al. Encapsulation of Printable Mesoscopic Perovskite Solar Cells Enables High Temperature and Long-Term Outdoor Stability // Adv. Funct. Mater. 2019. Vol. 29, № 16. P. 1-7.

[84] Wang Q. et al. Crystallization Control of Ternary-Cation Perovskite Absorber in Triple-Mesoscopic Layer for Efficient Solar Cells // Adv. Energy Mater. 2020. Vol. 10, № 5. P. 1-7.

[85] Karpov V.G., Compaan A.D., Shvydka D. Random diode arrays and mesoscale physics of large-area semiconductor devices // Phys. Rev. B - Condens. Matter Mater. Phys. 2004. Vol. 69, № 4. P. 1-12.

[86] Wang Q. et al. Scaling behavior of moisture-induced grain degradation in polycrystalline hybrid perovskite thin films // Energy Environ. Sci. Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 10, № 2. P. 516-522.

[87] Yuan Y., Huang J. Ion Migration in Organometal Trihalide Perovskite and Its Impact on Photovoltaic Efficiency and Stability // Acc. Chem. Res. 2016. Vol. 49, № 2. P. 286-293.

[88] Momblona C. et al. Efficient vacuum deposited p-i-n and n-i-p perovskite solar cells employing doped charge transport layers // Energy Environ. Sci. 2016. Vol. 9, № 11. P. 3456-3463.

[89] Lohmann K.B. et al. Control over Crystal Size in Vapor Deposited Metal-Halide Perovskite Films // ACS Energy Lett. 2020. Vol. 5, № 3. P. 710-717.

[90] Jariwala S. et al. Local Crystal Misorientation Influences Non-radiative Recombination in Halide Perovskites // Joule. Elsevier Inc., 2019. Vol. 3, № 12. P. 3048-3060.

[91] Sun H., Adhyaksa G.W.P., Garnett E.C. The Application of Electron Backscatter Diffraction on Halide Perovskite Materials // Adv. Energy Mater. 2020. Vol. 10, № 26.

[92] Fan H. et al. Methylamine-assisted growth of uniaxial-oriented perovskite thin films with millimeter-sized grains // Nat. Commun. Springer US, 2020. Vol. 11, № 1. P. 1-10.

[93] Tang S. et al. Complementary bulk and surface passivations for highly efficient perovskite solar cells by gas quenching // Cell Reports Phys. Sci. Elsevier Inc., 2021. P. 100511.

[94] Jeong J. et al. Pseudo-halide anion engineering for a-FAPbI3 perovskite solar cells // Nature. 2021. Vol. 592, № 7854. P. 381-385.

[95] Chen Z. et al. Single-Crystal MAPbI3 Perovskite Solar Cells Exceeding 21% Power Conversion Efficiency // ACS Energy Lett. 2019. Vol. 4, № 6. P. 1258-1259.

[96] Li N. et al. Engineering the Hole Extraction Interface Enables Single-Crystal MAPbI3 Perovskite

168

Solar Cells with Efficiency Exceeding 22% and Superior Indoor Response // Adv. Energy Mater. 2022. Vol. 12, № 7. P. 1-10.

[97] Lei Y. et al. A fabrication process for flexible single-crystal perovskite devices // Nature. Springer US, 2020. Vol. 583, № 7818. P. 790-795.

[98] Lv M. et al. A promising alternative solvent of perovskite to induce rapid crystallization for high-efficiency photovoltaic devices // RSC Adv. Royal Society of Chemistry, 2015. Vol. 5, № 26. P. 20521-20529.

[99] Tsai C.M. et al. Control of preferred orientation with slow crystallization for carbon-based mesoscopic perovskite solar cells attaining efficiency 15% // J. Mater. Chem. A. 2017. Vol. 5, № 2. P.739-747.

[100] Noel N.K. et al. A low viscosity, low boiling point, clean solvent system for the rapid crystallisation of highly specular perovskite films // Energy Environ. Sci. Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 10, № 1. P. 145-152.

[101] Deng Y. et al. Tailoring solvent coordination for high-speed, room-temperature blading of perovskite photovoltaic films // Sci. Adv. 2019. Vol. 5, № 12. P. 1-9.

[102] Vidal R. et al. Assessing health and environmental impacts of solvents for producing perovskite solar cells // Nat. Sustain. 2020.

[103] Babayigit A. et al. Toxicity of organometal halide perovskite solar cells // Nat. Mater. Nature Publishing Group, 2016. Vol. 15, № 3. P. 247-251.

[104] de Ménorval M.A. et al. Effects of dimethyl sulfoxide in cholesterol-containing lipid membranes: A comparative study of experiments in silico and with cells // PLoS One. 2012. Vol. 7, № 7. P. 1-12.

[105] Jain S.M. et al. Resonance Raman and Excitation Energy Dependent Charge Transfer Mechanism in Halide Substituted Hybrid Perovskite Solar Cells // ACS Nano. 2015. Vol. 9, № 2. P. 2088-2101.

[106] Pasquarelli R.M., Ginley D.S., O'Hayre R. Solution processing of transparent conductors: from flask to film // Chem. Soc. Rev. 2011. Vol. 40, № 11. P. 5406.

[107] Yaghoobi Nia N. et al. A crystal engineering approach for scalable perovskite solar cells and module fabrication: A full out of glove box procedure // J. Mater. Chem. A. 2018. Vol. 6, № 2. P. 659-671.

[108] Huang X. et al. Methylamine-Dimer-Induced Phase Transition toward MAPbI3 Films and High-Efficiency Perovskite Solar Modules // J. Am. Chem. Soc. 2020. Vol. 142, № 13. P. 6149-6157.

[109] Wang Z. et al. Rational Interface Design and Morphology Control for Blade-Coating Efficient Flexible Perovskite Solar Cells with a Record Fill Factor of 81% // Adv. Funct. Mater. 2020. Vol. 30, № 32. P. 1-10.

[110] Wu W.Q. et al. Blading Phase-Pure Formamidinium-Alloyed Perovskites for High-Efficiency Solar Cells with Low Photovoltage Deficit and Improved Stability // Adv. Mater. 2020. Vol. 32, № 28. P. 1-8.

[111] Lee L. et al. Wafer-scale single-crystal perovskite patterned thin films based on geometrically-confined lateral crystal growth // Nat. Commun. Nature Publishing Group, 2017. Vol. 8, № May. P. 1-8.

[112] Subbiah A.S. et al. High-performance perovskite single-junction and textured perovskite/silicon tandem solar cells via slot-die-coating // ACS Energy Lett. 2020. Vol. 5, № 9. P. 3034-3040.

[113] Bishop J.E. et al. Fully Spray-Coated Triple-Cation Perovskite Solar Cells // Sci. Rep. Springer US, 2020. Vol. 10, № 1. P. 1-8.

[114] Mei A. et al. Stabilizing Perovskite Solar Cells to IEC61215:2016 Standards with over 9,000-h Operational Tracking // Joule. Elsevier Inc., 2020. P. 1-15.

[115] Schackmar F. et al. Perovskite Solar Cells with All-Inkjet-Printed Absorber and Charge Transport Layers // Adv. Mater. Technol. 2020.

[116] Eggers H. et al. Inkjet-Printed Micrometer-Thick Perovskite Solar Cells with Large Columnar Grains // Adv. Energy Mater. 2020. Vol. 10, № 6.

[117] Bag S., Deneault J.R., Durstock M.F. Aerosol-Jet-Assisted Thin-Film Growth of CH3NH3PbI3Perovskites—A Means to Achieve High Quality, Defect-Free Films for Efficient Solar Cells // Adv. Energy Mater. 2017. Vol. 7, № 20. P. 1-11.

[118] Ma J., Guo D. A data review on certified perovskite solar cells efficiency and I-V metrics: Insights into materials selection and process scaling up // Sol. Energy. Elsevier Ltd, 2020. Vol. 209, № August. P. 21-29.

[119] Kamino B.A. et al. Low-Temperature Screen-Printed Metallization for the Scale-Up of Two-Terminal Perovskite-Silicon Tandems: research-article // ACS Appl. Energy Mater. American Chemical Society, 2019. Vol. 2, № 5. P. 3815-3821.

[120] Japan's NEDO and Panasonic Achieve the World's Highest Conversion Efficiency of 16.09% for Largest-area Perovskite Solar Cell Module [Electronic resource]. 2020.

[121] Hu Y. et al. Standardizing Perovskite Solar Modules beyond Cells // Joule. Elsevier Inc., 2019. Vol. 3, № 9. P. 2076-2085.

[122] Rowell M.W., McGehee M.D. Transparent electrode requirements for thin film solar cell modules // Energy Environ. Sci. 2011. Vol. 4, № 1. P. 131-134.

[123] Bowring A.R. et al. Reverse Bias Behavior of Halide Perovskite Solar Cells // Adv. Energy Mater.

170

2018. Vol. 8, № 8. P. 1-7.

[124] Razera R.A.Z. et al. Instability of p-i-n perovskite solar cells under reverse bias // J. Mater. Chem. A. Royal Society of Chemistry, 2020. Vol. 8, № 1. P. 242-250.

[125] Fateev S.A. et al. Solution Processing of Methylammonium Lead Iodide Perovskite from y-Butyrolactone: Crystallization Mediated by Solvation Equilibrium: research-article // Chem. Mater. American Chemical Society, 2018. Vol. 30, № 15. P. 5237-5244.

[126] Tang M.C. et al. Ambient blade coating of mixed cation, mixed halide perovskites without dripping:: In situ investigation and highly efficient solar cells // J. Mater. Chem. A. Royal Society of Chemistry, 2020. Vol. 8, № 3. P. 1095-1104.

[127] Deng Y. et al. Surfactant-controlled ink drying enables high-speed deposition of perovskite films for efficient photovoltaic modules // Nat. Energy. Springer US, 2018. Vol. 3, № 7. P. 560-566.

[128] Su J. et al. Efficient Perovskite Solar Cells Prepared by Hot Air Blowing to Ultrasonic Spraying in Ambient Air // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. Vol. 11, № 11. P. 10689-10696.

[129] Li X. et al. A vacuum flash-assisted solution process for high-efficiency large-area perovskite solar cells // Science (80-. ). 2016. Vol. 353, № 6294. P. 58-62.

[130] Tavakoli M.M. et al. Controllable Perovskite Crystallization via Antisolvent Technique Using Chloride Additives for Highly Efficient Planar Perovskite Solar Cells // Adv. Energy Mater. 2019. Vol. 9, № 17. P. 1-10.

[131] Xiao M. et al. A fast deposition-crystallization procedure for highly efficient lead iodide perovskite thin-film solar cells // Angew. Chemie - Int. Ed. 2014. Vol. 53, № 37. P. 9898-9903.

[132] Saliba M. et al. How to Make over 20% Efficient Perovskite Solar Cells in Regular ( n-i-p ) and Inverted ( p-i-n ) Architectures // Chem. Mater. 2018. Vol. 30, № 13. P. 4193-4201.

[133] Tutantsev A.S. et al. New Pigeonholing Approach for Selection of Solvents Relevant to Lead Halide Perovskite Processing // J. Phys. Chem. C. 2020. Vol. 124, № 20. P. 11117-11123.

[134] Kim M. et al. Methylammonium Chloride Induces Intermediate Phase Stabilization for Efficient Perovskite Solar Cells // Joule. Elsevier Inc., 2019. Vol. 3, № 9. P. 2179-2192.

[135] Abbas M. et al. A Critical Review on Crystal Growth Techniques for Scalable Deposition of Photovoltaic Perovskite Thin Films // Materials (Basel). 2020. Vol. 13, № 21. P. 4851.

[136] Mahapatra A. et al. A review of aspects of additive engineering in perovskite solar cells // J. Mater. Chem. A. 2020. Vol. 8, № 1. P. 27-54.

[137] Feng W. et al. Perovskite crystals redissolution strategy for affordable, reproducible, efficient and stable perovskite photovoltaics // Mater. Today. Elsevier Ltd, 2021. Vol. 50, № xx. P. 199-223.

[138] Chen H. et al. A solvent- and vacuum-free route to large-area perovskite films for efficient solar modules // Nature. Nature Publishing Group, 2017. Vol. 550, № 7674. P. 92-95.

[139] Quentin Jeangros, Florent Sahli, Xin Yu Chin, Peter Fiala, Quentin Guesnay, Daniel Jacobs, Ricardo Razera, Fan Fu, Vincent Paratte, Mathieu Boccard C.B. Perovskite/silicon tandem solar cells: microstructural aspects & efficiency // International Conference on Simulation of Organic Electronics and Photovoltaics 2020. 2020. P. 6-7.

[140] Chen B. et al. Blade-Coated Perovskites on Textured Silicon for 26%-Efficient Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells // Joule. Elsevier Inc., 2020. P. 1-15.

[141] Hou Y. et al. Efficient tandem solar cells with solution-processed perovskite on textured crystalline silicon // Science (80-. ). 2020. Vol. 367, № 6482. P. 1135-1140.

[142] Roß M. et al. Co-Evaporated Formamidinium Lead Iodide Based Perovskites with 1000 h Constant Stability for Fully Textured Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells // Adv. Energy Mater. 2021. Vol. 11, № 35.

[143] Al-Ashouri A. et al. Monolithic perovskite/silicon tandem solar cell with >29% efficiency by enhanced hole extraction // Science (80-. ). 2020. Vol. 370, № 6522. P. 1300-1309.

[144] Bing J., Huang S., Ho-Baillie A.W.Y. A Review on Halide Perovskite Film Formation by Sequential Solution Processing for Solar Cell Applications // Energy Technol. 2020. Vol. 8, № 4. P. 1-22.

[145] Burschka J. et al. Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells // Nature. 2013. Vol. 499, № 7458. P. 316-320.

[146] Cao X.B. et al. High quality perovskite films fabricated from Lewis acid-base adduct through molecular exchange // RSC Adv. 2016. Vol. 6, № 75. P. 70925-70931.

[147] Hsieh T.Y. et al. Crystal Growth and Dissolution of Methylammonium Lead Iodide Perovskite in Sequential Deposition: Correlation between Morphology Evolution and Photovoltaic Performance // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. Vol. 9, № 10. P. 8623-8633.

[148] Fu Y. et al. Solution Growth of Single Crystal Methylammonium Lead Halide Perovskite Nanostructures for Optoelectronic and Photovoltaic Applications // J. Am. Chem. Soc. 2015. Vol. 137, № 17. P. 5810-5818.

[149] Jiang Q. et al. Surface passivation of perovskite film for efficient solar cells // Nat. Photonics. Springer US, 2019. Vol. 13, № 7. P. 460-466.

[150] Tumen-Ulzii G. et al. Detrimental Effect of Unreacted PbI2 on the Long-Term Stability of Perovskite Solar Cells // Adv. Mater. 2020. Vol. 32, № 16. P. 1-7.

[151] Yang W.S. et al. High-performance photovoltaic perovskite layers fabricated through intramolecular

172

exchange // Science (80-. ). 2015. Vol. 348, № 6240. P. 1234-1237.

[152] Jo Y. et al. High Performance of Planar Perovskite Solar Cells Produced from PbI2(DMSO) and PbI2(NMP) Complexes by Intramolecular Exchange // Adv. Mater. Interfaces. 2016. Vol. 3, № 10. P. 1-7.

[153] Roß M. et al. Co-Evaporated p-i-n Perovskite Solar Cells beyond 20% Efficiency: Impact of Substrate Temperature and Hole-Transport Layer // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020. Vol. 12, № 35. P. 39261-39272.

[154] Gil-Escrig L. et al. Efficient vacuum-deposited perovskite solar cells with stable cubic FA1-xMAxPbI3 // ACS Energy Lett. 2020. Vol. 5, № 9. P. 3053-3061.

[155] Borchert J. et al. Impurity Tracking Enables Enhanced Control and Reproducibility of Hybrid Perovskite Vapour Deposition // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. Vol. 11, № 32. P. 28851-28857.

[156] Liu X. et al. A review of perovskite photovoltaic materials' synthesis and applications via chemical vapor deposition method // Materials (Basel). 2019. Vol. 12, № 20. P. 1-17.

[157] Jiang Y. et al. Negligible-Pb-Waste and Upscalable Perovskite Deposition Technology for High-Operational-Stability Perovskite Solar Modules // Adv. Energy Mater. 2019. Vol. 9, № 13.

[158] Fassl P. et al. Fractional deviations in precursor stoichiometry dictate the properties, performance and stability of perovskite photovoltaic devices // Energy Environ. Sci. Royal Society of Chemistry, 2018. Vol. 11, № 12. P. 3380-3391.

[159] He Y. et al. Using elemental Pb surface as a precursor to fabricate large area CH 3 NH 3 PbI 3 perovskite solar cells // Appl. Surf. Sci. Elsevier B.V., 2016. Vol. 389. P. 540-546.

[160] Rakita Y. et al. Metal to Halide Perovskite (HaP): An Alternative Route to HaP Coating, Directly from Pb(0) or Sn(0) Films // Chem. Mater. 2017. Vol. 29, № 20. P. 8620-8629.

[161] Zhou F. et al. Fast and Controllable Electric-Field-Assisted Reactive Deposited Stable and Annealing-Free Perovskite toward Applicable High-Performance Solar Cells // Adv. Funct. Mater. 2017. Vol. 27, № 11.

[162] Li C. et al. Unravelling the role of vacancies in lead halide perovskite through electrical switching of photoluminescence // Nat. Commun. Springer US, 2018. Vol. 9, № 1.

[163] Birkhold S.T. et al. Interplay of Mobile Ions and Injected Carriers Creates Recombination Centers in Metal Halide Perovskites under Bias // ACS Energy Lett. 2018. Vol. 3, № 6. P. 1279-1286.

[164] Sekimoto T. et al. Influence of a Hole-Transport Layer on Light-Induced Degradation of Mixed Organic-Inorganic Halide Perovskite Solar Cells // ACS Appl. Energy Mater. 2019. Vol. 2, № 7. P. 5039-5049.

[165] Liu D. et al. Low-voltage room-temperature electrochemical deposition of perovskite films for solar cell devices // Sol. Energy. Elsevier Ltd, 2020. Vol. 212, № November. P. 275-281.

[166] Wang X. et al. Electrochemical Deposition of CsPbBr3 Perovskite for Photovoltaic Devices with Robust Ambient Stability // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020. Vol. 12, № 45. P. 50455-50463.

[167] Tavakoli M.M. et al. Large-Grain Tin-Rich Perovskite Films for Efficient Solar Cells via Metal Alloying Technique // Adv. Mater. 2018. Vol. 30, № 11. P. 1705998.

[168] Bengtsson L.A. et al. The structure of room temperature molten polyiodides // Mol. Phys. 1991. Vol. 73, № 2. P. 283-296.

[169] Petrov A.A. et al. Methylammonium Polyiodides: Remarkable Phase Diversity of the Simplest and Low-Melting Alkylammonium Polyiodide System // J. Phys. Chem. Lett. 2019. Vol. 10, № 19. P. 5776-5780.

[170] Petrov A.A., Tarasov A.B. Methylammonium Polyiodides in Perovskite Photovoltaics: From Fundamentals to Applications // Front. Chem. 2020. Vol. 8. P. 1-6.

[171] Удалова Н.Н. et al. Особенности кристаллизации органо-неорганического перовскита MAPbI3 при взаимодействии PbI2 с реакционными полииодидными расплавами // Журнал неорганической химии. 2021. Vol. 2. P. ххх-ххх.

[172] Grishko A.Y. et al. Measure is Treasure: Proper Iodine Vapor Treatment as a New Method of Morphology Improvement of Lead-Halide Perovskite Films // Chem. Mater. ACS Publications, 2020. Vol. 32, № 21. P. 9140-9146.

[173] Li N. et al. Towards commercialization: the operational stability of perovskite solar cells // Chem. Soc. Rev. Royal Society of Chemistry, 2020. Vol. 49. P. 8235-8286.

[174] Cheng Y., Ding L. Pushing commercialization of perovskite solar cells by improving their intrinsic stability // Energy Environ. Sci. Royal Society of Chemistry, 2021. Vol. 14, № 6. P. 3233-3255.

[175] Wang R. et al. A Review of Perovskites Solar Cell Stability // Adv. Funct. Mater. 2019. Vol. 1808843. P. 1-25.

[176] Carigiet F., Brabec C.J., Baumgartner F.P. Long-term power degradation analysis of crystalline silicon PV modules using indoor and outdoor measurement techniques // Renew. Sustain. Energy Rev. Elsevier Ltd, 2021. Vol. 144, № June 2020. P. 111005.

[177] Ishii T., Masuda A. Annual degradation rates of recent crystalline silicon photovoltaic modules // Prog. Photovoltaics Res. Appl. 2017. Vol. 25, № 12. P. 953-967.

[178] Ascencio-Vasquez J. et al. Global climate data processing and mapping of degradation mechanisms and degradation rates of PV modules // Energies. 2019. Vol. 12, № 24. P. 1-16.

[179] Wohlgemuth J. NREL 2012 PV Module Reliability Workshop [Electronic resource]. 2012.

[180] Ossenbrink H. et al. Standards in photovoltaic technology // Comprehensive Renewable Energy. Elsevier Ltd., 2012. Vol. 1. 787-803 p.

[181] Holzhey P., Saliba M. A full overview of international standards assessing the long-term stability of perovskite solar cells // J. Mater. Chem. A. Royal Society of Chemistry, 2018. Vol. 6, № 44. P. 21794-21808.

[182] IEC 61215-2:2016 Terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval -Part 2: Test procedures [Electronic resource].

[183] Khenkin M. V. et al. Consensus statement for stability assessment and reporting for perovskite photovoltaics based on ISOS procedures // Nat. Energy. Springer US, 2020. Vol. 5, № 1. P. 35-49.

[184] Yang S. et al. Stabilizing halide perovskite surfaces for solar cell operation with wide-bandgap lead oxysalts // Science (80-. ). 2019. Vol. 365, № 6452. P. 473-478.

[185] Zheng X. et al. Managing grains and interfaces via ligand anchoring enables 22.3%-efficiency inverted perovskite solar cells // Nat. Energy. Springer US, 2020. Vol. 5, № 2. P. 131-140.

[186] Tumen-Ulzii G. et al. Hysteresis-less and stable perovskite solar cells with a self-assembled monolayer // Commun. Mater. Springer US, 2020. Vol. 1, № 1. P. 1-7.

[187] Lu Q. et al. A Review on Encapsulation Technology from Organic Light Emitting Diodes to Organic and Perovskite Solar Cells // Adv. Funct. Mater. 2021. Vol. 31, № 23.

[188] Ma S. et al. Development of encapsulation strategies towards the commercialization of perovskite solar cells // Energy Environ. Sci. 2022. Vol. 15, № 1. P. 13-55.

[189] Corsini F., Griffini G. Recent progress in encapsulation strategies to enhance the stability of organometal halide perovskite solar cells // J. Phys. Energy. 2020. Vol. 2, № 3. P. 031002.

[190] Bush K.A. et al. 23.6%-efficient monolithic perovskite/silicon tandem solar cells with improved stability // Nat. Energy. 2017. Vol. 2, № 4. P. 17009.

[191] Aranda C.A., Calio L., Salado M. Toward commercialization of stable devices: An overview on encapsulation of hybrid organic-inorganic perovskite solar cells // Crystals. 2021. Vol. 11, № 5. P. 1-16.

[192] Shi L. et al. Accelerated Lifetime Testing of Organic-Inorganic Perovskite Solar Cells Encapsulated by Polyisobutylene // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. Vol. 9, № 30. P. 25073-25081.

[193] Li D. et al. A Review on Scaling Up Perovskite Solar Cells // Adv. Funct. Mater. 2021. Vol. 31, № 12. P. 2008621.

[194] Matteocci F. et al. Encapsulation for long-term stability enhancement of perovskite solar cells // Nano

175

Energy. Elsevier, 2016. Vol. 30, № July. P. 162-172.

[195] Ramasamy E. et al. Glass-to-glass encapsulation with ultraviolet light curable epoxy edge sealing for stable perovskite solar cells // Mater. Lett. Elsevier B.V., 2019. Vol. 250. P. 51-54.

[196] Boyd C.C. et al. Understanding Degradation Mechanisms and Improving Stability of Perovskite Photovoltaics: review-article // Chem. Rev. American Chemical Society, 2019. Vol. 119, № 5. P. 3418-3451.

[197] Shi L. et al. Gas chromatography-mass spectrometry analyses of encapsulated stable perovskite solar cells // Science (80-. ). 2020. Vol. 368, № 6497. P. 1-14.

[198] Li Z. et al. Scalable fabrication of perovskite solar cells // Nat. Rev. Mater. Macmillan Publishers Limited, 2018. Vol. 3, № 4. P. 18017.

[199] Werner J. et al. Parasitic Absorption Reduction in Metal Oxide-Based Transparent Electrodes: Application in Perovskite Solar Cells // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. Vol. 8, № 27. P. 1726017267.

[200] Zhao Y. et al. A bilayer conducting polymer structure for planar perovskite solar cells with over 1,400 hours operational stability at elevated temperatures // Nat. Energy. Springer US, 2021.

[201] Seo S. et al. Perovskite Solar Cells with Inorganic Electron- and Hole-Transport Layers Exhibiting Long-Term (-500 h) Stability at 85 °C under Continuous 1 Sun Illumination in Ambient Air // Adv. Mater. 2018. Vol. 30, № 29. P. 1-8.

[202] Lim J. et al. Kinetics of light-induced degradation in semi-transparent perovskite solar cells // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. Elsevier B.V., 2021. Vol. 219, № August 2020. P. 110776.

[203] Deng Y. et al. Defect compensation in formamidinium-caesium perovskites for highly efficient solar mini-modules with improved photostability // Nat. Energy. Springer US, 2021.

[204] Liu Z. et al. A holistic approach to interface stabilization for efficient perovskite solar modules with over 2,000-hour operational stability // Nat. Energy. Springer US, 2020. Vol. 5, № 8. P. 596-604.

[205] Li X. et al. On-device lead sequestration for perovskite solar cells // Nature. Springer US, 2020. Vol. 578, № 7796. P. 555-558.

[206] Оура К. et al. Введение в физику поверхности / ed. Сергиенко В.И. Москва: Издательство "Наука," 2005.

[207] Gu L. et al. 3D Arrays of 1024-Pixel Image Sensors based on Lead Halide Perovskite Nanowires // Adv. Mater. 2016. Vol. 28, № 44. P. 9713-9721.

[208] Pellet N. et al. Hill climbing hysteresis of perovskite-based solar cells: a maximum power point tracking investigation // Prog. Photovoltaics Res. Appl. 2017. Vol. 25, № 11. P. 942-950.

[209] Habisreutinger S.N., Noel N.K., Snaith H.J. Hysteresis Index: A Figure without Merit for Quantifying Hysteresis in Perovskite Solar Cells // ACS Energy Lett. 2018. Vol. 3, № 10. P. 2472-2476.

[210] Chen S. et al. Stabilizing perovskite-substrate interfaces for high-performance perovskite modules // Science (80-. ). 2021. Vol. 373, № 6557. P. 902-907.

[211] Svensson P.H., Kloo L. Synthesis, structure, and bonding in polyiodide and metal iodide-iodine systems // Chem. Rev. 2003. Vol. 103, № 5. P. 1649-1684.

[212] Gardner J.M. et al. Visible Light Generation of Iodine Atoms and I-I Bonds: Sensitized I - Oxidation and I 3 - Photodissociation // J. Am. Chem. Soc. 2009. Vol. 131, № 44. P. 16206-16214.

[213] Vladimirov A. V, Agafonov A. V. Thermodynamics of formation of Triiodide Complexes and Solvation of Reagents in Alkanolic Solutions of Electrolytes // J. Therm. Anal. Calorim. 1998. Vol. 54, № 1. P. 297-303.

[214] Do K. et al. A new flowing afterglow-guided ion beam tandem mass spectrometer. Applications to the thermochemistry of polyiodide ions // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1997. Vol. 8, № 7. P. 688696.

[215] Voronin O.S. et al. Iodine Solution Treatment in Nonpolar Solvents as a Facile Approach to Improve the Morphology and Photostability of Perovskite Films // J. Phys. Chem. Lett. 2022. Vol. 13, № 12. P.2695-2703.

[216] Baskar A.J.A. et al. Experimental and theoretical analysis of substituent effect on charge transfer complexes of iodine and some alkylbenzenes in n-hexane solution at 303 K // Chem. Data Collect. Elsevier B.V., 2017. Vol. 7-8. P. 80-92.

[217] Bentley C.L. et al. Voltammetric Determination of the Iodide/Iodine Formal Potential and Triiodide Stability Constant in Conventional and Ionic Liquid Media // J. Phys. Chem. C. 2015. Vol. 119, № 39. P.22392-22403.

[218] Belich N.A. et al. Template synthesis of methylammonium lead iodide in the matrix of anodic titanium dioxide via the direct conversion of electrodeposited elemental lead // Mendeleev Commun. 2018. Vol. 28, № 5. P. 487-489.

[219] Belich N.A. et al. From Metallic Lead Films to Perovskite Solar Cells through Lead Conversion with Polyhalide Solutions // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020. Vol. 12, № 18. P. 20456-20461.

[220] Lee Y.H. et al. Unraveling the Reasons for Efficiency Loss in Perovskite Solar Cells // Adv. Funct. Mater. 2015. Vol. 25, № 25. P. 3925-3933.

[221] Jacobsson J.T. et al. An exploration of the compositional space for mixed lead halogen perovskites for high efficiency devices // Energy Environ. Sci. 2016. Vol. 41, № 0. P. 1-35.

[222] Wagner L. et al. Distinguishing crystallization stages and their influence on quantum efficiency during perovskite solar cell formation in real-time // Sci. Rep. 2017. Vol. 7, № 1. P. 14899.

[223] Song T. Bin et al. Revealing the Dynamics of Hybrid Metal Halide Perovskite Formation via Multimodal In Situ Probes // Adv. Funct. Mater. 2019. Vol. 30, № 6. P. 1-11.

[224] Cheng R., Feng S.P. Role of formamidinium in the crystallization of FAxMA1-xPbI3-yCly perovskite via recrystallization-assisted bath-immersion sequential ambient deposition // J. Power Sources. 2020. Vol. 477, № March.

[225] Xie F. et al. Vertical recrystallization for highly efficient and stable formamidinium-based inverted-structure perovskite solar cells // Energy Environ. Sci. Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 10, № 9. P. 1942-1949.

[226] Wen F. et al. Uniaxially Oriented Monolithically Grained Perovskite Films for Enhanced Performance of Solar Cells // J. Phys. Chem. C. 2021. Vol. 125, № 35. P. 19131-19141.

[227] Wolff C.M. et al. Perfluorinated Self-Assembled Monolayers Enhance the Stability and Efficiency of Inverted Perovskite Solar Cells // ACS Nano. 2020. Vol. 14, № 2. P. 1445-1456.

[228] Wang Y. et al. Cation-size mismatch and interface stabilization for efficient NiOx-based inverted perovskite solar cells with 21.9% efficiency // Nano Energy. Elsevier Ltd, 2021. Vol. 88, № May. P. 106285.

[229] Ding C. et al. Synergetic effects of electrochemical oxidation of Spiro-OMeTAD and Li+ion migration for improving the performance of n-i-p type perovskite solar cells // J. Mater. Chem. A. 2021. Vol. 9, № 12. P. 7575-7585.

[230] Dai Z. et al. Interfacial toughening with self-Assembled monolayers enhances perovskite solar cell reliability // Science (80-. ). American Association for the Advancement of Science, 2021. Vol. 372, № 6542. P. 618-622.

[231] Kim M. et al. Imaging Real-Time Amorphization of Hybrid Perovskite Solar Cells under Electrical Biasing // ACS Energy Lett. 2021. Vol. 6, № 10. P. 3530-3537.

[232] Abuhelaiqa M. et al. SnO2/TiO2 Electron Transporting Bilayers: A Route to Light Stable Perovskite Solar Cells // ACS Appl. Energy Mater. 2021. Vol. 4, № 4. P. 3424-3430.

[233] Tong G. et al. Removal of residual compositions by powder engineering for high efficiency formamidinium-based perovskite solar cells with operation lifetime over 2000 h // Nano Energy. Elsevier Ltd, 2021. Vol. 87, № May. P. 106152.

[234] Park B. et al. Stabilization of formamidinium lead triiodide a-phase with isopropylammonium chloride for perovskite solar cells // Nat. Energy. 2021. Vol. 6, № 4. P. 419-428.

[235] Yang B. et al. Interfacial Passivation Engineering of Perovskite Solar Cells with Fill Factor over 82% and Outstanding Operational Stability on n-i-p Architecture // ACS Energy Lett. 2021. Vol. 6, № 11. P.3916-3923.

[236] Metastable Dion-Jacobson 2D structure enables efficient and stable perovskite solar cells // Science (80-. ). 2021. Vol. 2637, № November.

[237] Liu C. et al. Tuning structural isomers of phenylenediammonium to afford efficient and stable perovskite solar cells and modules // Nat. Commun. Springer US, 2021. Vol. 12, № 1. P. 1-9.

[238] Kong T. et al. Perovskitoid-Templated Formation of a 1D@3D Perovskite Structure toward Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells // Adv. Energy Mater. 2021. Vol. 11, № 34. P. 1-9.

[239] Song S. et al. Selective Defect Passivation and Topographical Control of 4-Dimethylaminopyridine at Grain Boundary for Efficient and Stable Planar Perovskite Solar Cells // Adv. Energy Mater. 2021. Vol. 11, № 10. P. 1-9.

[240] Yang T.Y. et al. Achieving Long-Term Operational Stability of Perovskite Solar Cells with a Stabilized Efficiency Exceeding 20% after 1000 h // Adv. Sci. 2019. Vol. 6, № 14. P. 1-7.

[241] Jang Y.W. et al. Intact 2D/3D halide junction perovskite solar cells via solid-phase in-plane growth // Nat. Energy. Springer US, 2021. Vol. 6, № 1. P. 63-71.

[242] Ma K. et al. Multifunctional Conjugated Ligand Engineering for Stable and Efficient Perovskite Solar Cells // Adv. Mater. 2021. Vol. 33, № 32. P. 1-10.

[243] Guo P. et al. Interfacial Embedding of Laser-Manufactured Fluorinated Gold Clusters Enabling Stable Perovskite Solar Cells with Efficiency Over 24% // Adv. Mater. 2021. Vol. 33, № 36. P. 111.

[244] Sha Y. et al. A Scalable Integrated Dopant-Free Heterostructure to Stabilize Perovskite Solar Cell Modules // Adv. Energy Mater. 2021. Vol. 11, № 5. P. 1-10.

[245] You S. et al. Multifunctional Polymer-Regulated SnO2 Nanocrystals Enhance Interface Contact for Efficient and Stable Planar Perovskite Solar Cells // Adv. Mater. 2020. Vol. 2003990. P. 1-10.

[246] Heo J.H. et al. Semitransparent FAPbI 3-x Br x Perovskite Solar Cells Stable under Simultaneous Damp Heat (85 °C/85%) and 1 Sun Light Soaking // Adv. Mater. Technol. 2019. Vol. 4, № 3. P. 17.

[247] Yang B. et al. Efficient Gradient Potential Top Electron Transport Structures Achieved by Combining an Oxide Family for Inverted Perovskite Solar Cells with High Efficiency and Stability // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2021. Vol. 13, № 23. P. 27179-27187.

[248] Lin Y. et al. Revealing defective nanostructured surfaces and their impact on the intrinsic stability of

179

hybrid perovskites // Energy Environ. Sci. Royal Society of Chemistry, 2021. Vol. 14, № 3. P. 1563— 1572.

[249] Bai S. et al. Planar perovskite solar cells with long-term stability using ionic liquid additives // Nature. Springer US, 2019. Vol. 571, № 7764. P. 245-250.

[250] Cao Q. et al. Efficient and stable inverted perovskite solar cells with very high fill factors via incorporation of star-shaped polymer // Sci. Adv. 2021. Vol. 7, № 28. P. 1-12.

[251] Lin Y. et al. A piperidinium salt stabilizes efficient metal-halide perovskite solar cells // Science (80. ). 2020. Vol. 102, № July. P. 96-102.

[252] Wu S. et al. 2D metal-organic framework for stable perovskite solar cells with minimized lead leakage // Nat. Nanotechnol. Springer US, 2020.

8. Приложения

8.1 Приложение 1. Список патентов

1. Method for producing a film of light-absorbing material with a perovskite-like structure Авторы: TARASOV Alexey Borisovich; BELICH, Nikolai Andreevich; GOODILIN, Eugene Alekseevich; PETROV, Andrey Andreevich; GRISHKO, Aleksei Iurievich WO/2019/031991, дата публикации: 14.02.2019 (поданы заявки на получение национальных патентов: AU2018312837, CA3072159, CN111051560, EP3666921, JP2020530414, KR1020200028989)

2. Methods for producting light-absorbing materials with perovskite structure and liquid polyhalides of variable composition for their implementation. Авторы: Gudilin Evgeny Alekseevich, Tarasov Alexey Borisovich, Petrov Andrey Andreevich, Belich Nikolai Andreevich, Grishko Aleksei IurievichWO/2018/124938, дата публикации: 05.07.2018 г. (поданы заявки на получение национальных патентов AU2017387307, CN110178240, EP3563435, IN201947026325, JP2020506557, KR1020190089960, SA519402019, US20190345177, VN1201903385)

3. Способ получения плёнки светопоглощающего материала с перовскитоподобной структурой. Авторы: Тарасов Алексей Борисович, Белич Николай Андреевич, Гудилин Евгений Алексеевич, Петров Андрей Андреевич, Гришко Алексей Юрьевич RU 2 675 610 C1, дата публикации 20.12.2018

4. Способ получения тонкопленочных структур галогенидных полупроводников (варианты) Авторы: Гудилин Евгений Алексеевич, Фатеев Сергей Анатольевич, Гришко Алексей Юрьевич, Тарасов Алексей Борисович, Петров Андрей Андреевич, Белич Николай Андреевич, Удалова (Шлёнская) Наталья Николаевна, RU 2 708 365 C1, дата публикации 05.12.2019

5. Способ формирования двухслойной светопоглощающей электропроводящей структуры Авторы: Фатеев Сергей Анатольевич, Гудилин Евгений Алексеевич, Гришко Алексей Юрьевич, Тарасов Алексей Борисович, Петров Андрей Андреевич, Белич Николай

Андреевич, Удалова (Шлёнская) Наталья Николаевна, RU 2 714 273 О, дата публикации 13.02.2020

6. Способ получения полупроводниковой пленки на основе органо-неорганических комплексных галогенидов с перовскитоподобной структурой. Авторы: Фатеев Сергей Анатольевич, Тарасов Алексей Борисович, Белич Николай Андреевич, Гришко Алексей Юрьевич, Удалова (Шлёнская) Наталья Николаевна, Гудилин Евгений Алексеевич, Петров Андрей Андреевич. RU 2 712 151 О, дата публикации 24.01.2020

7. Способ получения пленки светопоглощающего материала с перовскитоподобной структурой. Авторы: Гришко Алексей Юрьевич, Тарасов Алексей Борисович, Белич Николай Андреевич, Гудилин Гудилин Евгений Алексеевич, Петров Андрей Андреевич RU 2 685 296 О, дата публикации 26.03.2018

8. Способ получения крупнозернистых пленок перовскита в условиях пространственно ограниченного роста. Авторы: Белич Николай Андреевич, Гришко Алексей Юрьевич, Гудилин Евгений Алексеевич, Тарасов Алексей Борисович, Петров Андрей Андреевич. RU 2 661 025 О, дата публикации 11.07.2018

9. Жидкая композиция полигалогенидов переменного состава

Авторы: Гудилин Евгений Алексеевич, Тарасов Алексей Борисович, Петров Андрей Андреевич, Белич Николай Андреевич, Гришко Алексей Юрьевич. RU 2 648 465 О, дата публикации 26.03.2018

10. Способ получения светопоглощающего материала со структурой перовскита Авторы: Гудилин Евгений Алексеевич, Тарасов Алексей Борисович, Петров Андрей Андреевич, Белич Николай Андреевич, Гришко Алексей Юрьевич. RU 2 646 671 О, дата публикации 06.03.2018

11. Перовскитная солнечная ячейка и способ ее изготовления Авторы: Тарасов Алексей Борисович, Белич Николай Андреевич, Гудилин Евгений Алексеевич. RU 2 645 221 О, дата публикации 19.02.2018

8.2 Приложение 2. ISOS-протоколы исследования перовскитных фотоэлементов

Таблица 3 - Протоколы исследования перовскитных фотоэлементов. Адаптировано из [183].

Название теста Источник света при выдерживании Температура Относительная Влажность Окружающая среда / установка Источник света при характеризации Электрическая нагрузка

Хранение в темноте (Dark storage, ISOS-D)

ISOS-D-1 нет Комнатная (23 ± 4 °С) Не фиксируется (комнатная) Не фиксируется (воздух) Солнечный симулятор или Солнце OC (разомкнутая цепь)

ISOS-D-2 65, 85 °С Не фиксируется (комнатная) Печь, воздух Солнечный симулятор

ISOS-D-3 65, 85 °С 85 % Климатическая камера Солнечный симулятор

Стабильность к внешнему напряжению (Bias stability, ISOS-V)

ISOS-V-1 нет Комнатная (23 ± 4 °С) Не фиксируется (комнатная) Не фиксируется (воздух) Солнечный симулятор Положительная: Vмpp, Voc, Eg/q, Jsc Отрицательная: -^х:, -Jмpp (MPP-точка максимальной мощности, Eg - ширина запрещённой зоны перовскита, q-элементарный заряд)

ISOS-V-2 65, 85 °С Не фиксируется (комнатная) Печь, воздух

ISOS-V-3 65, 85 °С 85 % Климатическая камера

Облучение светом (Light soaking, ISOS-L)

ISOS-L-1 Солнечный симулятор Комнатная (23 ± 4 °С) Не фиксируется (комнатная) Облучение Солнечный симулятор MPP или OC

ISOS-L-2 65, 85 °С Не фиксируется (комнатная) Облучение, нагрев MPP или OC

ISOS-L-3 65, 85 °С ~50 % Облучение, нагрев, влажность MPP

Стабильность на открытом воздухе (Outdoor stability, ISOS-O)

ISOS-O-1 Солнце Окружающая среда (улица) Солнечный симулятор MPP или OC

ISOS-O-2 Солнце MPP или OC

ISOS-O-3 Солнечный симулятор и Солнце MPP

Температурное циклирование (Thermal cycling, ISOS-T)

ISOS-T-1 нет от комнатной до 65, 85 °С Не фиксируется (комнатная) Нагревательная плита или печь Солнечный симулятор OC

ISOS-T-2 от комнатной до 65, 85 °С Не фиксируется (комнатная) Печь или климатическая камера

ISOS-T-3 от -40 °С до 85°С <55% Климатическая камера

Световое циклирование (Light cycling, ISOS-LC)

ISOS-LC-1 Солнечный симулятор + темнота, длина цикла - 2 / 8 / 24ч, время Комнатная (23 ± 4 °С) Не фиксируется (комнатная) Облучение Солнечный симулятор MPP или OC

ISOS-LC-2 65, 85 °С Не фиксируется (комнатная) Облучение, нагрев MPP или OC

ISOS-LC-3 свет:темнота = 1:1 или 1:2 65, 85 °С <50 % Облучение, нагрев, влажность MPP

Температурное циклирование при облучении светом (Solar-thermal cycling, ISOS-LT)

ISOS-LT-1 от комнатной до 65, °С, линейная развёртка или дискретные шага Измеряется, не фиксируется Климатическая камера

Солнечный от 5 °С до 65 Измеряется, Климатическая Солнечный MPP или OC

ISOS-LT-2 симулятор °С, линейная развёртка фиксируется (50% ниже 40°С) камера с солнечным симулятором симулятор

ISOS-LT-3 от -25 °С до 65 °С, линейная развёртка Измеряется, фиксируется (50% ниже 40°С) Климатическая камера с солнечным симулятором

8.3 Приложение 3. Сводные данные по экспериментальным работам, в которых была продемонстрирована высокая операционная стабильность перовскитных фотоэлементов при постоянном облучении (и нагреве)

Список сокращений в таблице: " - " - отсутствие данных в статье SC - спинкоатинг;

SC w.antisolvent - спинкоатинг со стадией нанесения антисольвента

Spray-pyro - спрей-пиролиз

Dripping - погружение плёнки в раствор реагента

Evap - вакуумное термическое напыление

Spiro - Spiro-OMeTAD

Ср. - средний КПД

Макс. - максимальный КПД

Серт. - независимо сертифицированный КПД

rev - значение КПД получено из ВАХ, снятой с помощью обратного сканирования SPO - значение КПД, полученное с помощью MPPT

Время, T °С, атмосфера измерения - продолжительность тестирования фотостабильности устройств, температура устройств и атмосфера, в которой производился тест КПД финал. - доля сохранённого КПД после завершения тестирования фотостабильности

n-проводящая группа Перовскит + добавки Пассивация p-проводящая Электрод CS » Л £ u1 й фе u о. Дата публикации КПД, % Тестирование фотостабильности (MPPT) CS

слоёв группа слоёв 1 О 5? § § тз < К Ср. Макс. Серт. Время Т, °С КПД финал. Л с С

Прямая архитектура (n-i-p)

ITO SnO2 NPs SC 3-iodopropyl trimethoxysilane Si(OCH3)3(CH2)3l dripping Cso.o5(FAo.85MAo.i5)o.95Pb(Io. 85Bro.15)3 SC w.antisolvent (CB) Spiro SC Au нет N2 7.05.21 20.2 21.4 (rev) - 1200 h - 89% [230]

FTO C-TiO2 spray-pyro SnO2 SC (FAPbl3)o . 875(МАРЬВГЗ)О . ш( CsPbl3)o.i SC w.antisolvent (CB) Spiro SC Au - N2 26.11.18 - 19.8 (rev) - 1000 h 25 °С 97% [232]

ITO SnO2 NPs SC FAPb(Io.9Bro.i)3 SC w.antisolvent (ethyl ether) PEAI (SC, IPA solv.) (не исп. для теста стабильности) Spiro SC Au есть (не описана) Air 55% RH 13.05.21 23,05 22,17 - 1100 h 25 °С 88% [233]

FTO C-TiO2 spray-pyro mp- TiO2 SC MAxFAi-xPbl3 (MACl) + iPAmHCl SC w.antisolvent (ethyl ether or CB) iPAmHCl (внутри плёнки перовскита) Spiro SC Au есть (не описана) N2 08.04.21 21.0 23.9 + 2000 h RT, controlled 112% [234]

FTO C-TiO2 spray-pyro mp- TiO2 SC Cs0.05MA0.lFA0.85Pbl2.9Br0.1 ■ 0.05Pbl2 SC w.antisolvent (CB) CEAI (SC, IPA solv.) Spiro SC Au нет N2 4.11.21 22.38 23.57 (rev) - 1500 h 25 °С 96% [235]

FTO C-TiO2 spray-pyro mp- TiO2 SC FA0.85MA0.1Cs0.05PbI2.9Br0.1 SC w.antisolvent (CB) DMePDAI2 (SC, IPA solv.) Spiro SC Au нет N2 25.11.21 ~23 24.3 (SPO) - 1000 h ~40 °С 90% [236]

FTO C-TiO2 spray-pyro mp- TiO2 SC SnO2 SC FA0.81MA0.04Cs0.05PbI2.94Br0. 06 (избыток PbI2) SC w.antisolvent (CB) PDEAI2 (SC, IPA solv.) Spiro SC Au нет N2 4.11.21 ~22.5 23.5 (SPO) - 1100 h 25 °С 85% [237]

ITO SnO2 NPs SC (Cs0.04FA0.86MA0.1) Pb(I0.9Br0.1)3 SC w.antisolvent (EA) DEAECCl (внутри плёнки перовскита) + BAI (SC) PTAA SC Au нет N2 26.07.21 18.5 - - 2200 h - 90% [238]

ITO SnO2 SC (FAPbI3)0.95(MAPbBr3)0.05 (+MAC1) DMAP (SC, CF solv.) PTAA SC Au есть (не описана) N2 27.01.21 ~21 21.5 (MPP) - 1000 h - ~100% (decay) [239]

FTO C-TiO2 spray-pyro mp- TiO2 SC (FAPbI3)0.95(MAPbBr3)0.05 SC w.antisolvent (ethyl ether) M2O3 NPs *не описаны PTAA SC Au есть (не описана) Air 14.05.19 N/A 20.9 - 1000 h - 96% [240]

FTO SnO2 SC+CBD (FAPbI3)0.95(MAPbBr3)0.05 SC w.antisolvent (DE) BA2PbI4 hot-pressing Spiro or PTAA SC Au есть glass+UV-resin N2 04.01.21 ~23.2 24.6 24.4 1620 h - 98% [241]

ITO SnO2 NPs SC Cs0.05(FA0.87MA0.13)0.95 Pb(I0.87Br0.13)3 SC w.antisolvent (CB) Серосодержащие сопряженные пиганды Spiro SC Au нет N2 05.07.21 22.06 1000 ~55 °С ~90% [242]

FTO C-TiO2 CBD MAxFA1-xPbI3 SC w.antisolvent (CB) Au NPs solvated with perfluorothiols (внутри плёнки перовскита) Spiro SC Au нет N2 24.07.21 23.02 24.02 - 500 h 60 °С 89% [243]

FTO TiO2 spray- pyro SnO2 SC CsxFA1-xPbI3 2-step SC Сипоксаны+оксид графена SC TFB SC Cr +Au есть UV glue + glass Air 21.12.20 ~20.5 21.75 15.3 (35 cm2) 1000 h 60 °С (модуль) 90% [244]

ITO SnO2 NPs +K-HP SC Cs0.05FA0.85MA0.10 Pb(I0.97Br0.03)3 SC w.antisolvent (EA) Spiro SC Au есть hot melt + glass 21.09.20 23.0 23.8 - 1000 h 60-65 °С 97% [245]

FTO TiO2 spray- pyro FAPbI3-xBrx SC w.antisolvent (Toluene) PCPD2FBT+BCF drop-casting (ламинирование со второй подложкой) PEDO T:PSS @ ITO glass ITO есть, края дополнител ьно заклеены Air, 85% RH 04.12.18 ~15.8 17.3 (1 cm2) - 1000 h 85 °С + 85% RH 94.8% [246]

MgF2 (200 nm)

ITO SnO2+ PEIE SC PCBM SC MnSO4 SC (MA0.1Cs0.05FA0.85 Pb(I0.95 Br0.05)3) SC w.antisolvent PDCBT SC PTAA+BCF SC Au (200 nm) evap N2 16.12.21 ~20.4 20.9 - 1450 h 65 °С 99% [200]

Инвертированная архитектура (p-i-n)

ITO MeO- 2PACz SC MAxFAi-xPbI3 evap C60 evap BCP evap Cu нет N2 22.08.21 ~18 20.4, 18.2 - 1000 h 25°C, controlled 99%, 100% [142]

ITO NiOx N/A (MAPbI3 ?) Sn:In2 O3 NPs SC In2O3 NPs SC Ag N/A N2 4.06.21 —19.5 20.65 - 2000h cycle 12/12 - 90% [247]

FTO NiOx SC PTAA SC mp- AI2O3 SC K5-Cs0.04FA0.83MA0.12 Pb(Io.88Bro.12)3 SC w.antisolvent (EA) PEAI SC (IPA) PCBM + BCP SC SnO2 ALD Ag нет N2 хх.10.21 20.4 21.9 - 1000 h - 85% [228]

ITO PTAA SC FA0.8iMA0.14Cs0.05 Pb(I0.85Br0.15)3 SC w.antisolvent (Toluene) Мех. полировка + 0ктиламин/H2S04 (формирование слоя PbSO4) C60+ BCP evap Cu фотополиме р + стекло (Gorilla glue clear epoxy) Air 25.01.21 N/A 20.4 - 2180 h —65 °C 93% [248]

FTO NiO SC (FA0.83MA0.17)0.95CS0.05 Pb(I0.9Br0.i)3 SC w.antisolvent BMIMBF4 (внутри плёнки перовскита) PCBM + BCP SC Cr + Au UV-adhesive (LT-U001, Lumtec) +cover glass Air, 4060% RH 10.07.19 19.6 20.0 - 1885 h 70-75 °C 85% (SPO) [249]

ITO NiOx NPs SC Cs-MA-FA-Pb-I-Br perovskite SC w.antisolvent (with additive) Полимерны й аддитив PCBM + C60 SC BCP SC Cr + Au UV-adhesive (LT-U001, Lumtec) +cover glass Air, 40% RH 07.07.21 —21.5 22.11 - 1000h 45 °C 100% [250]

75 °C open circuit —91%

FTO F4-TCHQ: Poly-TPD SC Cs0.17FA0.83Pb(I0.77Br0.23)3 fBMP1+fBF4l-(внутри плёнки перовскита) PCBM + BCP SC Cr + Au UV-adhesive (LT-U001, Lumtec) +cover glass Air, 5060% RH 03.07.20 —18.9 20.1 (SPO) - 750 h 85 °C —85% [251]

ITO Poly-TPD SC PFN SC CsI0.05iMA0.15FA0.85 PbI0.85Br0.1510.95 SC w.antisolvent (EA) Br-/ I-PFC10 SC(tetradecafluoroh exane) C60+ BCP evap Cu нет N2 07.01.20 —20.8 21% - 250 h 85 °C —100% (excl.b urn-in) [227]

FTO NiO ALD Cs0.05MA0.95PbI3 SC w.antisolvent (CB) PCBM + BCP SC AZO ALD Ag Al2O3 ALD + tape Air, 3060% RH 22.05.18 16.27 18.45 - 500 h RT —100 % [201]

ITO PTAA SC Cs0.05(FA0.85MA0.15)0.95 Pb(I0.85 Br0.15)3 SC w.antisolvent PCBM SC ZrL3:b is-C60 (MOF) SC Ag есть (не описана) N2 21.09.20 20.85 22.02 21.3 1000 h 85 °C 90% [252]

8.4 Приложение 4. Пример аппроксимации КР-спектра РПР, калибровочные кривые для определения состава расплава MAIx по данным КР

Рисунок 83. А - Зависимость от доли 12 в расплаве МА1х (1) отношения максимальных интенсивностей полос [Ь](сольв.у[1з-](симм) из экспериментальной кривой (2) отношения интегральных интенсивностей полос [Ь](сольв.у([1з-](симм) + [1з-](симм)), полученных с помощью аппроксимации данных набором функций Лоренца. Б - Пример аппроксимации спектра КР МА1з (X =633 нм) набором функций Войта.

8.5 Приложение 5. Результаты тестирования стабильности перовскитных солнечных элементов

Рисунок 84. Динамика изменения КПД двух групп инкапсулированных перовскитных солнечных элементов: группа (1) хранилась на воздухе в темноте (в соответствии с протоколом ISOS-D-1), группа (2) хранилась при непрерывном облучении белым светом с мощностью 100 мВт/см2 при 20 °С (в соответствии с протоколом ISOS-L-1). Черные и красные точки соответствуют экспериментальным значениям КПД устройств, пунктирная линия соединяет средние значения КПД после каждой итерации измерения.

m

0,8-

5 0,6-

О.

I 0,4-

LL II

0,2-

0,0-

-г

До

После

До

После

До

После После(ЕОЕ)

Рисунок 85. Значения КПД, фактора заполнения (FF), напряжения холостого хода (Voc), плотности тока короткого замыкания (Jsc) перовскитных фотоэлементов до- и после выдерживания в темноте в течение 1000 часов. Значения тока короткого замыкания по окончанию тест были независимо получены с помощью математической обработки спектров внешнего квантового выхода устройств.

Рисунок 86. Значения КПД (PCE), фактора заполнения (FF), напряжения холостого хода (Voc), плотности тока короткого замыкания (Jsc) фотоэлементов до- и после выдерживания на свету в состоянии разомкнутой цепи в течение 1000 часов. Значения тока короткого замыкания по окончанию тест были независимо получены с помощью математической обработки спектров внешнего квантового выхода устройств.