Dr. Michael Tovar che lavora al FALCON presso la sorgente di neutroni BER II. Attestazione:HZB
Ben dieci anni fa, gruppi di ricerca hanno scoperto la classe delle perovskiti ad alogenuri semi-organici, che ora stanno facendo una rapida carriera come nuovi materiali per le celle solari. I semiconduttori misti organico-inorganico hanno raggiunto un'efficienza di oltre il 25% in pochi anni. Prendono il nome dalla loro struttura di base, che è molto simile a quello della perovskite minerale (CaTiO 3 ), ma contiene altri componenti:anioni alogenuri, cationi di piombo e cationi molecolari organici.
Nel caso del composto più importante della classe, metilammonio piombo ioduro CH 3 NH 3 PbI 3 (solitamente abbreviato in MAPI), che è stato studiato anche qui, i cationi molecolari sono cationi metilammonio e gli anioni sono anioni ioduro. Sebbene nel solo 2019 siano apparse più di 4000 pubblicazioni sulle perovskiti ad alogenuri, non è stato ancora possibile comprendere appieno la loro struttura. Nel caso del MAPI questo è stato attribuito, tra l'altro, al fatto che sono prodotti come film policristallini a temperatura elevata e si è ipotizzato che il gemellaggio avvenga quando vengono raffreddati a temperatura ambiente.
La formazione dei gemelli è complessa e può modificare in modo significativo le proprietà del materiale. È quindi entusiasmante indagare più da vicino questo processo. "Abbiamo ora cristallizzato MAPI a temperatura ambiente e analizzato i cristalli così formati con la fotocamera Laue Falcon su BER II, "dice il dottor Joachim Breternitz, HZB. Insieme ai suoi colleghi Prof. Susan Schorr e Dr. Michael Tovar, è stato in grado di determinare dai dati che i cristalli cresciuti a temperatura ambiente formano anche gemelli. Ciò fornisce una nuova visione del processo di cristallizzazione e crescita di MAPI. "I nostri risultati indicano che i nuclei di cristallizzazione hanno una simmetria maggiore rispetto ai cristalli sfusi, " spiega Breternitz.
Con queste intuizioni, la sintesi dei film sottili tecnologicamente importanti può essere specificamente ottimizzata.
La sorgente di neutroni BER II ha fornito neutroni per la ricerca fino alla sua chiusura programmata nel dicembre 2019. "Questo è stato uno dei nostri ultimi esperimenti al FALCON su BER II e spero che siamo stati in grado di dare utili contributi fino alla fine, "dice Breternitz.
