p Compostos versáteis chamados perovskitas são valorizados por sua aplicação em tecnologias de energia solar de próxima geração. Apesar de sua eficiência e baixo custo relativo, dispositivos perovskite ainda precisam ser aperfeiçoados; eles geralmente contêm defeitos estruturais de nível atômico. p Professor Yabing Qi e sua equipe na Unidade de Materiais de Energia e Ciências de Superfície do OIST, em colaboração com pesquisadores da Universidade de Pittsburgh, NÓS., tenho, pela primeira vez, caracterizou os defeitos estruturais que estimulam o movimento de íons, desestabilizando os materiais perovskita. As descobertas dos pesquisadores, publicado em ACS Nano , pode informar futuras abordagens de engenharia para otimizar células solares de perovskita.

p "Por muito tempo, cientistas sabem que existem defeitos estruturais, mas não entendia sua natureza química precisa, "disse Collin Stecker, um OIST Ph.D. aluno e o primeiro autor do estudo. "Nosso estudo investiga as características fundamentais dos materiais de perovskita para ajudar os engenheiros de dispositivos a melhorá-los ainda mais."

p Problemas de nível superficial

p Os compostos de perovskita compartilham uma estrutura única que os torna úteis na eletrônica, Engenharia, e fotovoltaica. Eles são excepcionais na absorção de luz, bem como gerar e transportar portadores de carga responsáveis ​​pela corrente em materiais semicondutores. O sanduíche de materiais perovskita entre outras camadas funcionais forma células solares de perovskita. Contudo, defeitos na camada de perovskita podem interromper a transferência de carga entre a perovskita e as camadas adjacentes da célula, prejudicando o desempenho geral e a estabilidade do dispositivo.

p Para entender as propriedades eletrônicas e dinâmicas desses defeitos de perovskita, os pesquisadores do OIST usaram um método chamado microscopia de tunelamento de varredura para obter imagens de alta resolução dos movimentos de íons individuais nas superfícies de perovskita.

p Ao analisar essas imagens, Stecker e seus colegas notaram grupos de espaços vazios nas superfícies onde faltavam átomos. Além disso, eles viram que os pares de íons Br- (brometo) nas superfícies da perovskita estavam mudando e mudando de direção. Os colaboradores dos pesquisadores da Universidade de Pittsburgh realizaram uma série de cálculos teóricos para modelar os caminhos que esses íons tomaram, apoiar essas observações experimentais.

p Os cientistas do OIST concluíram que as lacunas na superfície provavelmente estavam fazendo com que esses íons se movessem através dos materiais perovskita. A compreensão desse mecanismo de movimento de íons pode mais tarde ajudar os cientistas e engenheiros a mitigar as consequências estruturais e funcionais desses defeitos.

p Os pesquisadores reconheceram que, embora as perovskitas sejam alternativas promissoras ao silício amplamente utilizado, a tecnologia precisa ser refinada antes de ser comercializada.

p "Essas superfícies de perovskita são muito mais dinâmicas do que antecipamos, "disse Stecker." Agora, com essas novas descobertas, esperamos que os engenheiros possam explicar melhor o efeito dos defeitos e seus movimentos para melhorar os dispositivos. "