Химический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова
КАФЕДРА НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ    
 

Группа новых материалов для солнечной энергетики

   Руководитель: к.х.н. Тарасов А.Б., научный консультант д.х.н. Гудилин Е.А.


Руководитель группы к.х.н. Тарасов А.Б.


Сотрудники группы во время зимних студенческих каникул

Местоположение: к.552 (Химический факультет МГУ), +7 (495) 939 – 57 – 42, alexey.bor.tarasov @ gmail.com

Сотрудники: магистранты Петров А.А., Белич Н.А., Соколова Ю.П., студенты Юрманова Е.Э., Тутанцев А.В., Эверстова О.А.

   Основные направления исследований:

   Группа занимается разработкой материалов для солнечной энергетики – фотоактивных материалов на основе TiO2, солнечных ячеек перовскитного типа и светоизлучающих устройств на основе гибридных органо-неорганических перовскитов.

   Современный интерес к высокотехнологичным применениям TiO2 начался с 1972 года, когда впервые была продемонстрирована возможность использовать диоксид титана для в качестве покрытия полупроводникового электрода для получения водорода методом электрохимического фотолиза воды. Вскоре внимание исследователей привлекла способность диоксида титана под действием света окислять органические соединения под действием света. Данное открытие вызвало высокий научный и практический интерес, поскольку открыло возможность создания на основе TiO2 технологий промышленной очистки воды и воздуха от загрязнений с использованием солнечного излучения.

   В 2009 году поиск новых неорганических соединений, способных заменить красители в солнечных ячейках Гретцелевского типа привел к обнаружению уникального семейства твердотельных светопоглощающих материалов, представляющих собой гибридные органо - неорганические соединений со структурой перовскита, основной структурной единицей в которых служат октаэдры из атомов галогена с атомом свинца или олова в центре. Солнечные ячейки, светопоглощающим материалом в которых выступают соединения со структурой перовскита AMX3, где A = CH3NH3, CH3CH2NH3, (NH2)2CH, M = Sn, Pb, X=Cl, Br, I, в настоящий момент являются одними из наиболее интенсивно исследуемых типов фотовольтаических устройств. С момента открытия в 2009 году, эффективность преобразования солнечной энергии перовскитными солнечными ячейками выросла с 3% в 2009 году до 22% в 2016 году, что вместе низкой стоимостью их производства делает этот тип солнечных батарей наиболее перспективным и конкурентоспособным из существующих на сегодняшний день.

   К основным направлениям исследований группы относятся:
  • Разработка новых методов получения материалов на основе фотоактивного диоксида титана с заданными морфологией, фазовым составом и функциональными свойствами
  • Поиск эффективных методов синтеза композитных материалов на основе магнитных носителей и функциональных наночастиц металлов
  • Повышение эффективности перовскитных солнечных ячеек путем наноструктурирования и функционализации светопоглощающего слоя
  • Развитие перовскитных солнечных ячеек с мезопористой архитектурой посредством рационализации геометрии электрон-проводящего слоя и решения проблемы плотного заполнения пор
  • Поиск эффективных неорганических материалов для использования в качестве дырочно-проводящего слоя перовскитных солнечных ячеек
  • Разработка подходов к масштабированию лабораторных методик получения перовскитных солнечных ячеек с применением стандартных индустриальных подходов;
  • Светоизлучающие устройства на основе органо-неорганических галлогенидов свинца и олова с структурой перовскита



Компьютерная реконструкция на основе данных ПЭМ строения микросферы TiO2 с морфологией ядро-оболочка: крупнокристаллическое ядро рутила внутри нанокристаллической оболочки анатаза



Наноструктурированный светопоглощающий слой состава CH3NH3PbI3 в виде нитевидных кристаллов (получены по методике, разработанной в рамках выполнения проекта Минобрнауки РФ «Солнечные ячейки на гибридных перовскитоподобных галогенидах для применения в фотонике», Соглашение о предоставлении субсидии № 14.613.21.0053)



Наночастицы серебра на поверхности микросфер магнетита для применения в качестве магнитно-сепарируемого усилителя рамановского сигнала



   Группа участвует в работах по следующим грантам:

   Минобрнауки Россия – Швейцария «Солнечные ячейки на гибридных перовскитоподобных галогенидах для применения в фотонике», совместно с М.Гретцелем, 2016-2018, Соглашение о предоставлении субсидии № 14.613.21.0053, Руководитель проекта – профессор д.х.н. Шевельков А.В.

   РФФИ – ОФИ «0D - 1D – 2D наногетероструктуры для фотовольтаических преобразователей энергии с улучшенной эффективностью и расширенным спектральным диапазоном функционирования» 2016-2018, Руководитель проекта – профессор д.х.н. Гудилин Е.А.

   Программа У.М.Н.И.К «Разработка основ технологии масштабного производства перовскитных солнечных батарей нанесением компонентов устройства струйной печатью и посредством сверхкритического CO2», Руководитель проекта – к.х.н. Тарасов А.Б.


   Основные публикации:

   «Гетерогенный гидролиз тетрахлорида титана в аэрозольных системах - механизм процесса и функциональные свойства получаемого диоксида титана» (Приглашенный) Тарасов А.Б., VI Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии, 12–15 АПРЕЛЯ 2016 ГОДА, Москва, Россия

   «Синтез и исследование свойств нитевидных кристаллов гибридных органо-неорганических перовскитов с различным анионным составом для применения в фотовольтаике» (Устный). Тарасов А.Б., Петров А.A., VI Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии, 12–15 АПРЕЛЯ 2016 ГОДА, Москва, Россия

   «Электрохимический синтез композита CH3NH3PbI3/анодный TiO2» (Устный). Белич Н.А., Тарасов А.Б. VI Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии, 12–15 АПРЕЛЯ 2016 ГОДА, Москва, Россия

   Spray Solution Combustion Synthesis of Metallic Hollow Microspheres, Trusov German, Tarasov Alexey, Goodilin Eugene Alexeevich, Rogachev Alexander S., Roslyakov Sergey, Rouvimov Sergei, Podbolotov Kirill, Mukasyan Alexander S., Journal of Physical Chemistry C, том 120, № 13, с. 7165-7171

   Shedding Light on Ageing of N – Doped Titania Photocatalyst, Alexey Tarasov, Anton Minnekhanov, German Trusov, Konstantinova Elizaveta A., Alexandr Zyubin, Zyubina Tatiana S., Alexey Sadovnikov, Dobrovolsky Yuri A., Eugene Alexeevich Goodilin, Journal of Physical Chemistry C, том 119, № 32, с. 18663-18670

   Facile preparation of nitrogen-doped nanostructured titania microspheres by a new method of Thermally Assisted Reactions in Aqueous Sprays, Alexey Tarasov, German Trusov, Anton Minnekhanov, Dmitry Gil, Elizaveta Konstantinova, Goodilin Eugene A., Yury Dobrovolsky, Journal of Materials Chemistry, том 2, № 9, с. 3102-3109

   Hydrolytic Stages of Titania Nanoparticles Formation Jointly Studied by SAXS, DLS and TEM, Tarasov A.B., Goertz V., Goodilin E.A., Nirschl H., Journal of Physical Chemistry C, том 117, № 24, с. 12800-12805

   Исследование процессов взаимодействия газообразного тетрахлорида титана с водными аэрозолями методом in-situ малоуглового рентгеновского рассеяния на синхротронном излучении, Тарасов А.Б., Трусов Г.В., Грузинов А.Ю., Гудилин Е.А., Забелин А.В., НАНОСИСТЕМЫ: физика, химия, математика, том 4, № 1, с. 139-147


   Участие в конкурсах и конференциях

   Петров А.А. - дипломом I на конкурсе научных работ VI Конференции молодых учёных по общей и неорганической химии (Москва), апрель 2016

   Белич Н.А. - дипломом II на конкурсе научных работ XXIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2016»

   Белич Н.А. - дипломом II степени на конкурсе научных работ VI Конференции молодых учёных по общей и неорганической химии (Москва), апрель 2016

   Тутанцев А.С. - дипломом II степени на конкурсе научных работ XXIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2016»

   Тарасов А.Б. - диплом “Young Scientist Award” на XII International Conference on Nanostructured Materials NANO 2014


   Научные связи:

   Prof. M.Graetzel, Dr. S.M.Zakeeruddin, Laboratoire de Photonique et interfaces, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne: http://lpi.epfl.ch/page-51005.html

   Prof. D. Eder, Dr. A.Cherevan, Institute of Materials Chemistry, Vienna University of Technology: http://www.imc.tuwien.ac.at/index_e.php

   Dr. M.Meledina, Dr. Zhi-Yi Hu, Electron Microscopy for Materials Science, University of Antwerp: https://www.uantwerpen.be/en/rg/emat/

   Prof. A.Mukasyan, Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Notre Dame: http://www3.nd.edu/~amoukasi/research.html

   Dr. Alexander Gutsche, Prof. Hermann Nirschl, Institute of Mechanical Process Engineering and Mechanics, Karlsruhe Institute of Technology (KIT): https://www.mvm.kit.edu/english/Mitarbeiter_MVM_nirschl.php



Проф. М.Гретцель, к.х.н. А.Б.Тарасов в лаборатории проф. М. Гретцеля.
Laboratoire de Photonique et interfaces, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, март 2015



к.х.н. А.Б.Тарасов и проф. Д.Эдер
(во время визита в лабораторию проф. Д.Эдера. Institute of Materials Chemistry, Vienna University of Technology, декабрь 2015)



к.х.н. А.Б.Тарасов, магистрант ФНМ МГУ Н.А.Белич, зав.каф.неорг. химии ХФ МГУ, руководитель проекта проф. А.В.Шевельков, проф. М.Гретцель, зав.лаб. НМ ХФ МГУ проф. Е.А.Гудилин
(во время визита в МГУ проф. М.Гретцеля, апрель 2016)



Проф. М.Гретцель, магистрант ФНМ МГУ А.Петров, Др. М.Закееруддин
(во время исследовательской стажировки А.Петрова в лаборатории проф. М. Гретцеля. Laboratoire de Photonique et interfaces, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, май 2016)


                                           [Главная] [E-mail]