Ora, un team di ricercatori dell’Università di Washington e del National Renewable Energy Laboratory (NREL) ha sviluppato una nuova tecnica per monitorare il modo in cui gli atomi di alogeni (come iodio e cloro) competono per far crescere i cristalli di perovskite. Queste informazioni potrebbero aiutare i ricercatori a progettare nuove strategie per sintetizzare materiali di perovskite di alta qualità.
La tecnica del team, risolta in tempo Radiazione fotoemissione spettroscopia (TR-XPS), utilizza un fascio di raggi X per eccitare gli elettroni in un campione di perovskite. L'energia di questi elettroni può quindi essere misurata per identificare i diversi elementi presenti nel campione. Seguendo il modo in cui questi elementi cambiano nel tempo, il team ha potuto monitorare la crescita del cristallo di perovskite.
Nei loro esperimenti, hanno scoperto che lo iodio e il cloro competono per far crescere i cristalli di perovskite in modi diversi. Il cloro reagisce più rapidamente con il piombo per formare la perovskite, ma alla fine lo iodio prende il sopravvento e forma un cristallo di perovskite più stabile. Ciò suggerisce che un processo di sintesi in due fasi potrebbe essere utilizzato per far crescere cristalli di perovskite di alta qualità, con il cloro utilizzato nella prima fase per formare rapidamente un nucleo di perovskite e lo iodio utilizzato nella seconda fase per stabilizzare la struttura cristallina.
I risultati del team potrebbero aiutare per migliorare la sintesi di materiali perovskiti per una varietà di applicazioni. Le celle solari di perovskite, ad esempio, potrebbero trarre vantaggio dall’uso di cristalli di perovskite di alta qualità che sono più efficienti nel convertire la luce solare in elettricità. Anche i diodi emettitori di luce (LED) alla perovskite potrebbero trarre vantaggio dall’uso di cristalli di perovskite di alta qualità che emettono luce in modo più efficiente.
Nel complesso, questo lavoro fornisce un nuovo strumento per lo studio la crescita dei cristalli di perovskite e potrebbe portare allo sviluppo di nuove strategie per sintetizzare materiali di perovskite di alta qualità per una varietà di applicazioni.
