un, Immagini ottiche dei film sottili α-FAPbI3 epitassiali come cresciuti. L'elevata trasparenza dei substrati e le superfici lisce dei film sottili ne dimostrano l'elevata qualità. Barre della scala, 4 mm. B, Un'immagine al microscopio elettronico a scansione in sezione trasversale (SEM) del film sottile epitassiale con spessore uniforme controllato. Barra della scala, 2 μm. inserto, immagine SEM ingrandita dell'eterostruttura che mostra un'interfaccia ben definita. Barra della scala, 200 nm. C, Scansione XRD ω − 2θ ad alta risoluzione dei picchi (001) dei campioni epitassiali su diversi substrati che mostrano la crescente tetragonalità con l'aumento del disadattamento del reticolo. D, Mappatura dello spazio reciproco con (104) riflessione asimmetrica dell'α-FAPbI3, per diversi disallineamenti reticolari con il substrato. I risultati mostrano una diminuzione del parametro reticolare nel piano e un aumento del parametro reticolo fuori piano con una maggiore deformazione di compressione. Qx e Qz sono le coordinate spaziali reciproche nel piano e fuori piano. e, Spettri Raman confocali dello strato epitassiale a differenti deformazioni. Attribuiamo l'evoluzione della forma e dell'intensità del picco con deformazione all'aumento della tetragonalità reticolare sotto deformazione maggiore. Notiamo che l'ampio picco a circa 250 cm-1 è attribuito al legame Pb-O indotto dall'ossidazione laser. F, Analisi di fitting dei picchi Raman. Il picco a 136 cm-1 dal campione privo di deformazione (linea nera) è attribuito al legame Pb-I. All'aumentare della deformazione compressiva, il picco si sposta gradualmente verso il blu man mano che il legame diventa più rigido, e infine si divide in un picco principale che cambia verso il blu (a causa della contrazione del legame nel piano) e un picco della spalla che cambia verso il rosso (a causa dell'estensione del legame fuori dal piano). (a.u., unità arbitrarie). Credito: Natura (2020). DOI:10.1038/s41586-019-1868-x
Un team di ricercatori statunitensi, L'Arabia Saudita e l'Australia hanno strutturalmente stabilizzato le perovskiti ad alogenuri quando sono sotto sforzo. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Natura , il gruppo descrive il loro approccio e le loro speranze che il loro lavoro porti a un fotovoltaico più efficiente.
Nel 2009 è stato scoperto che le perovskiti a alogenuri possono convertire la luce solare in elettricità, una scoperta che ha fatto sperare in celle solari più efficienti. Sfortunatamente, problemi con la messa a punto dei cristalli hanno impedito il loro utilizzo in prodotti validi. In questo nuovo sforzo, i ricercatori riferiscono di aver trovato un modo per sintonizzare le perovskiti ad alogenuri in un modo che potrebbe rendere più probabile la loro applicazione nelle celle solari.
Il problema delle perovskiti ad alogenuri è la loro tendenza a formarsi in strutture esagonali incapaci di rispondere alla luce della radiazione solare. Per aggirare questo problema, i ricercatori hanno cercato di sollecitarli a cambiare la loro struttura. In questo modo aggiungerebbe tensione al cristallo, che potrebbe alterare la mobilità di un vettore di carica. Con perovskiti ad alogenuri, che la deformazione indotta provoca instabilità strutturale, che ha portato all'inaffidabilità, un fattore che ha impedito loro di applicazioni commerciali. L'approccio dei ricercatori che lavorano su questo nuovo sforzo ha comportato il miglioramento della stabilità strutturale di tali cristalli sotto sforzo.
Il team ha coltivato una perovskite ad alogenuri nota come α-FAPbI 3 su un altro substrato di perovskite ad alogenuri (più stabile) in modo tale da ottenere una struttura cubica nel substrato e una struttura pseudo-cubica sul cristallo superiore. Così facendo si blocca l'α-FAPbI 3 nella struttura pseudocubica, impedendogli di tornare a una forma strutturale indesiderabile, rendendolo più stabile.
I ricercatori riferiscono che la spremitura che ha indotto il ceppo nell'α-FAPbI 3 campione ha aumentato la mobilità dei fori caricati positivamente, rendendolo utile come materiale fotovoltaico. riconoscono, però, che non è ancora chiaro se l'approccio potrebbe essere commercializzato. È necessario più lavoro per vedere se i cristalli possono essere coltivati in questo modo con la precisione necessaria per creare super-reticoli.
© 2020 Scienza X Rete
