Они обладают узором, напоминающим крылья бабочек.
Специалисты ИТМО разработали инновационную технологию, которая позволит создавать солнечные панели нового поколения, а также модернизировать фотоэлектрическое оборудование на ультратонком уровне. В этом процессе применяется лазерная обработка основы перовскитной пленки, которая выполняет функции полупроводника и является одним из основных компонентов солнечных панелей.
В последнее время перовскит все чаще применяется вместо кремния в солнечных батареях и светодиодах. Эти полупроводники лучше поглощают свет, проще производятся в массовых объемах, более эффективны и менее подвержены дефектам. Однако для повышения долговечности перовскитные полупроводниковые пленки требуют дополнительной структуризации на наноуровне. Обычно это производится с помощью ионного пучка, который придает материалу необходимые оптические характеристики. Но этот метод не всегда подходит, так как часть пленки удаляется и покрывается дымом.
Поэтому ученые нашли способ обойти этот побочный эффект. Они направляют лазер не на саму перовскитную пленку, а на основу из диоксида титана. Импульсный лазер формирует нужный узор, создавая бороздки заданной формы и глубины. Затем на основу накладывается перовскитный слой, который повторяет паттерн нижележащего материала и получает необходимую структуру.
Созданный узор определяет, как пленка взаимодействует со светом, например, изменяет ее цвет. Лучи света, попадая на бороздки и гребни, преломляются и отражаются, создавая различные оттенки. Этот эффект схож с узорами на крыльях бабочек, где аналогичную роль играют мельчайшие чешуйки. Таким образом, даже изменяя наклон пленки, можно управлять дифракционными свойствами, не меняя другие характеристики материала. Это открывает новые горизонты в работе с перовскитными полупроводниковыми пленками.
Авторы исследования также подчеркнули высокую скорость «записи» узора на пленку — до одного квадратного сантиметра в минуту. Более того, пленки из диоксида титана могут использоваться повторно, удаляя поверхностный перовскитный слой и нанося новый. На следующем этапе исследователи планируют протестировать созданные пленки в реальных устройствах.
Фото: hi-tech.mail.ru