Le perovskiti sono emerse di recente come il materiale più promettente per la produzione a basso costo di celle solari altamente efficienti. In particolare, le cosiddette perovskiti ad alogenuri metallici organici-inorganici sono tra le scoperte recenti più interessanti nel campo del fotovoltaico in. In meno di cinque anni, i ricercatori sono riusciti ad aumentare l'efficienza di conversione dell'energia delle celle solari a base di perovskite dal 4 a oltre il 20%. Infatti, nel rispetto, questi relativi nuovi arrivati hanno già superato molti materiali fotovoltaici alternativi, come quelli puramente organici. Per di più, le perovskiti non sono solo in grado di assorbire la luce e convertirla in elettricità, mostrano anche proprietà eccezionali come emettitori di luce.
Ora un gruppo di ricercatori LMU guidati da Alexander Urban e Carlos Cardenas-Daw alla cattedra di fotonica e optoelettronica del professor Jochen Feldmann, è riuscita a sintetizzare nanocristalli di perovskite sotto forma di nanopiastrine ultrasottili le cui caratteristiche di emissione possono essere regolate alterando il loro spessore. Le nanopiastrine risultanti sono circa 300 volte più sottili delle pellicole di perovskite convenzionalmente utilizzate nella fabbricazione di celle solari. "Le piastrine sono così sottili che non potevo credere ai miei occhi quando le ho viste per la prima volta al microscopio elettronico, "dice Jasmina Sichert, uno studente di dottorato nel dipartimento di Feldmann e primo autore del nuovo studio.
Alterando sistematicamente la concentrazione relativa dei cationi organici utilizzati nella loro sintesi, i ricercatori di Monaco sono stati in grado di ottenere nanopiastrine con uno spessore inferiore a 1 nanometro, corrispondente a una pila a strati dell'altezza di pochi atomi. "Sono rimasto assolutamente stupito che, nonostante la loro enorme superficie, queste piastrine emettevano una luminescenza blu così intensa, " aggiunge Alexander Urban. Infatti, le proprietà esibite da queste minuscole particelle sono inesplicabili nel contesto della fisica classica. Possono essere spiegati solo invocando le leggi della fisica quantistica, come confermato dai calcoli teorici effettuati dal team.
Inoltre, non solo si potevano produrre in modo controllato piastrine di vario spessore modificando le condizioni della loro sintesi, questi cambiamenti hanno portato anche a notevoli alterazioni nelle loro proprietà ottiche:infatti, si è scoperto che la luce emessa dalle nanopiastrine di perovskite dipende dal loro spessore. Aggiungendo strati al reticolo cristallino, i ricercatori sono stati in grado di cambiare progressivamente il colore della fotoluminescenza emessa dal viola al blu e infine al verde. "Ora speriamo di estendere la sintonizzabilità della radiazione emessa dai nostri nanocristalli di perovskite su tutta la gamma visibile e oltre. Ciò renderebbe possibile la produzione di LED ad alta efficienza energetica ed economici che irradiano luce praticamente di qualsiasi colore desiderato, " dice Jochen Feldmann. Inoltre, le nuove nanopiastrine sono ideali per l'uso nei laser.
