II xalqaro ilmiy anjumani
19-20 noyabr 2021 yil
111
отжигом растворителями, выбором оптимального соотношения температуры
подложки и раствора прекурсоров, и введением специальных добавок
Кинетический подход и форма зародышей перовскита
. Контроль
развития морфологии кристаллов перовскита (размер, размерность,
ориентация, степь покрытия субстрата, кристалличность и др.) является
ключевым в достижении высоких конверсионных показателей солнечных
ячеек на основе перовскитов. С этих точек зрения актуальность
фундаментального понимания роста кристаллов (механизм и кинетика) не
вызывает сомнений. В целом, при формировании перовскитного слоя
отчетливо проявляются три типа структурных переходов, растворение
прекурсоров и образование промежуточных соединений, промежуточные
соединения – перовскит, перовскит – йодид свинца (по сути дела – начало
деградации перовскита). Несмотря на то, что имеется структурообразование
прекурсоров на первой стадии (поликомплексы прекурсоров), кинетические
исследования больше посвящены второй стадии, собственно формированию
поликристаллов перовскита. Впоследствии было выявлено, что первая стадия
является определяющей в развитии той или иной морфологии кристаллитов
перовскита (нитевидная, ленточная, кубоидная и др.).
Определение размеров и возможной формы образующихся зародышей
[3] занимает в числе проблем роста кристаллов перовскита в двухстадийном
процессе особое место. Помимо очевидной прикладной актуальности данной
проблемы, с фундаментальной точки зрения чрезвычайно важно выявление
самих причин появления такой несферичности. Действительно, в рамках
известного принципа симметрии Кюри-Пригожина, симметрия результата
процессов не может быть меньше симметрии их причин [4]. В упомянутой
проблеме роста наночастиц это означает, что в изотропных растворах
появление несферических зародышей невозможно, хотя эксперимент
свидетельствует об обратном. Для анализа причин этого парадокса
необходимо, прежде всего, принять во внимание тот факт, что при
формулировке этого принципа неявно использовалось условие близости
систем к равновесию и их макромасштабных размерных характеристик, тогда
как отклонение от этих условий, как будет показано ниже, снимает
парадоксальность факта сосуществования зародышей различной формы.
Рассмотрим процесс роста нанозародыша в изотропной среде. Скорость
нарастания радиуса зародыша описывается уравнением [5]:
)
(
)
(
3
3
R
nv
a
R
j
a
dt
dR
(1)
Здесь
а
3
– «размер» атома, осаждающегося на поверхности,
j=nv
–
поток осаждающихся атомов,
n
– их плотность у поверхности зародыша,
v
–
их тепловая скорость. Предположим, что в результате флуктуации
концентрации
n
возле поверхности зародыша на
его поверхности (локально)
возникает некий случайный нарост, дальнейшая эволюция которого
Do'stlaringiz bilan baham: |