Влияние потерь ионизирующей и неионизирующей энергии на радиационную стойкость перовскитных солнечных элементов

Аннотация

Радиационная стойкость солнечных элементов — критически важный параметр для работы в космосе и радиационно-нагруженных средах. В данной работе рассмотрены основные механизмы передачи энергии заряженными частицами в материале солнечных элементов: ионизационные потери (IEL, Ionizing Energy Loss) и неионизирующие потери (NIEL, Non-Ionizing Energy Loss). Особое внимание уделено галогенидным перовскитным солнечным элементам с их ионно-мягкой кристаллической решёткой и тонким поглощающим слоем. Показано, что ионизационные эффекты в перовскитах в большинстве случаев обратимы и связаны с формированием метастабильных ловушек заряда. Неионизирующие потери, напротив, приводят к образованию устойчивых дефектов решётки и необратимой деградации фотоэлектрических параметров. Проведённый анализ подчёркивает ключевую роль NIEL-повреждений в долговременной радиационной деградации перовскитных солнечных элементов. Также рассмотрены особенности взаимодействия электронов, протонов и тяжёлых ионов с активным слоем перовскитных структур. Отмечено, что высокая дефектоустойчивость перовскитов частично компенсирует влияние радиационных воздействий за счёт процессов самовосстановления и миграции ионов. Полученные результаты демонстрируют перспективность перовскитных солнечных элементов для применения в космической энергетике при условии дальнейшего повышения их стабильности и оптимизации состава материалов.