El yoduro de plomo de formamidinio es un material muy bueno para las células fotovoltaicas, pero conseguir la estructura cristalina correcta y estable es un desafío. Las técnicas desarrolladas hasta ahora han producido resultados bastante pobres. Sin embargo, los científicos de la Universidad de Groningen, dirigidos por el profesor de fotofísica yOptoelectronics Maria Antonietta Loi, ahora lo he descifrado, usando una cuchilla y una solución de inmersión. Los resultados fueron publicados en la revista nanoescala el 15 de marzo de 2019.
El yoduro de plomo de formamidinio FAPbI3 es una perovskita, un cristal con una estructura distintiva. Las perovskitas reciben su nombre de un mineral que tiene la fórmula química ABX3. En una celda unitaria cúbica idealizada, la posición X está ocupada por aniones que forman un octaedrocon un catión central en la posición B mientras que las esquinas del cubo están ocupadas por los cationes de la posición A ver imagen.
producción industrial
'Este material de yoduro de plomo de formamidinio tiene muy buenas características, pero el ion de formamidinio en la posición A causa inestabilidad en la estructura', explica Loi. Las películas 3D hechas de este material suelen ser una mezcla de una fase fotoactiva y una fotoinactiva, esto último es perjudicial para la aplicación final. Por lo tanto, Loi puso a trabajar a su estudiante de doctorado Sampson Adjokatse para encontrar una solución.
Después de probar diferentes estrategias, encontró una que funcionó. 'Y lo más importante, una que sea escalable y pueda usarse para la producción industrial', dice Loi. Después de todo, las células solares deben producirse en paneles grandes y es muy importantepara encontrar una técnica buena y barata para hacerlo. Adjokatse comenzó con una perovskita diferente, en la que el formamidinio fue reemplazado por una molécula de feniletilamonio 2 más grande y, al hacerlo, formó una perovskita 2D. Este material se depositó como una película delgada utilizando eltécnica de 'doctor-blade', relacionada con técnicas ampliamente utilizadas en procesos industriales como la impresión.
hoja
'Básicamente, se extiende el material sobre un sustrato usando una cuchilla', explica Adjokatse. La cuchilla se puede configurar para producir una película con un grosor de alrededor de 500 nanómetros, creando la capa de perovskita 2D. 'El punto importante es que estosLas películas son muy suaves con grandes dominios cristalinos de hasta 15 micrómetros ", dice Adjokatse. Las películas lisas 2D basadas en yoduro de plomo de 2-feniletilamonio se utilizaron como plantilla para producir películas de yoduro de plomo de formamidinio 3D.
Esto se logró sumergiendo la película 2D en una solución que contenía yoduro de formamidinio. Esto resultó en el crecimiento de una película 3D a través del 'intercambio catiónico', donde el formamidinio reemplazó al 2 feniletilamonio. 'Estas películas muestran una fotoluminiscencia mucho mayor en comparación conhacen referencia a películas de yoduro de plomo de formamidinio 3D y muestran una mayor estabilidad cuando se exponen a la luz o la humedad ", dice Loi." Esto significa que ahora tenemos un método para la producción de películas de alta calidad para células solares de perovskita utilizando una técnica escalable industrialmente ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Groningen . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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