Uma maneira de aumentar a estabilidade estrutural em perovskitas de haleto deformadas
p uma, Imagens ópticas dos filmes finos epitaxiais α-FAPbI3 conforme crescidos. A alta transparência dos substratos e as superfícies lisas dos filmes finos demonstram sua alta qualidade. Barras de escala, 4 mm. b, Uma imagem de microscópio eletrônico de varredura (MEV) transversal do filme fino epitaxial com espessura uniforme controlada. Barra de escala, 2 μm. Inserir, imagem SEM ampliada da heteroestrutura mostrando uma interface bem definida. Barra de escala, 200 nm. c, XRD de alta resolução ω - varredura 2θ dos picos (001) das amostras epitaxiais em diferentes substratos, mostrando o aumento da tetragonalidade com o aumento da incompatibilidade de rede. d, Mapeamento de espaço recíproco com (104) reflexão assimétrica do α-FAPbI3, para diferentes incompatibilidades de rede com o substrato. Os resultados mostram uma diminuição no parâmetro de rede no plano, bem como um aumento no parâmetro de rede fora do plano com maior deformação compressiva. Qx e Qz são as coordenadas espaciais recíprocas dentro e fora do plano. e, Espectros Raman confocal da camada epitaxial em diferentes cepas. Atribuímos a evolução da forma e da intensidade do pico com deformação ao aumento da tetragonalidade da rede sob maior deformação. Notamos que o pico largo em aproximadamente 250 cm − 1 é atribuído à ligação Pb-O induzida pela oxidação do laser. f, Análise adequada dos picos Raman. O pico a 136 cm − 1 da amostra livre de tensão (linha preta) é atribuído à ligação Pb-I. Com o aumento da tensão compressiva, o pico gradualmente muda conforme a ligação se torna mais rígida, e finalmente se divide em um pico principal que muda para o azul (devido à contração da ligação no plano) e um pico do ombro que muda para o vermelho (devido à extensão da ligação fora do plano). (a.u., unidades arbitrárias). Crédito: Natureza (2020). DOI:10.1038 / s41586-019-1868-x
p Uma equipe de pesquisadores dos EUA, A Arábia Saudita e a Austrália estabilizaram estruturalmente as perovskitas de haleto quando sob tensão. Em seu artigo publicado na revista
Natureza , o grupo descreve sua abordagem e suas esperanças de que seu trabalho levará a sistemas fotovoltaicos mais eficientes. p Em 2009, foi descoberto que as perovskitas de halogeneto podiam converter a luz do sol em eletricidade - uma descoberta que abriu esperanças de células solares mais eficientes. Infelizmente, problemas com a afinação dos cristais impediam seu uso em produtos viáveis. Neste novo esforço, os pesquisadores relatam que encontraram uma maneira de ajustar as perovskitas halogenadas de uma forma que pode tornar sua aplicação em células solares mais provável.
p O problema com as perovskitas halogenadas é sua tendência a se formar em estruturas hexagonais que são incapazes de responder à luz da radiação solar. Para contornar este problema, pesquisadores têm tentado forçá-los a mudar sua estrutura. Fazer isso adicionaria tensão ao cristal, que poderia alterar a mobilidade de um portador de carga. Com perovskitas halogenadas, que a deformação induzida resulta em instabilidade estrutural, o que levou à falta de confiabilidade - um fator que os impediu de aplicações comerciais. A abordagem dos pesquisadores trabalhando neste novo esforço envolveu melhorar a estabilidade estrutural de tais cristais sob tensão.
p A equipe cultivou uma perovskita halogenada conhecida como α-FAPbI
3 em outro (mais estável) substrato de perovskita de haleto de uma forma que resultou em uma estrutura cúbica no substrato e uma estrutura pseudo-cúbica no cristal superior. Fazer isso bloqueou o α-FAPbI
3 na estrutura pseudo-cúbica, evitando que ele reverta para uma forma estrutural indesejável - tornando-o mais estável.
p Os pesquisadores relatam que a compressão dessa tensão induzida no α-FAPbI
3 amostra aumentou a mobilidade dos orifícios carregados positivamente, tornando-o útil como um material fotovoltaico. Eles reconhecem, Contudo, que ainda não está claro se a abordagem poderia ser comercializada. É necessário mais trabalho para ver se os cristais podem ser cultivados dessa maneira com a precisão necessária para fazer super-redes. p © 2020 Science X Network
