As perovskitas (RPPs) de Ruddlesden – Popper bidimensionais (2D) da forma PEA2Pb1 – xSnxI4 podem ser usadas como a camada ativa ajustável em fotovoltaicos, como a camada passivadora para fotovoltaicos 3D perovskita ou em diodos emissores de luz. Aqui, mostramos um comportamento de gap não linear com conteúdo de Sn em RPPs 2D de fase mista. Cálculos de teoria funcional de densidade (com e sem acoplamento spin-órbita) são empregados para estudar os efeitos da ordenação de curto alcance de Pb e Sn em composições PEA2Pb1 – xSnxI4 com x =0, 0,25, 0,5, 0,75, e 1. A análise da densidade parcial dos estados mostra que a incompatibilidade de energia dos estados Pb 6s e Sn 5s na banda de valência máxima determina a não linearidade do gap, levando a um parâmetro de arqueamento de 0,35–0,38 eV. Esta pesquisa fornece uma visão crítica para o projeto de materiais de perovskita 2D de liga metálica do futuro. As posições da descontinuidade da banda de energia sintonizável podem apontar para transições intrabanda de interesse para engenheiros de dispositivos. Crédito: The Journal of Physical Chemistry Letters (2021). DOI:10.1021 / acs.jpclett.0c03699
Uma análise inovadora de materiais bidimensionais (2D) de engenheiros da Universidade de Surrey poderia impulsionar o desenvolvimento de células solares e LEDs de próxima geração.
As perovskitas tridimensionais provaram ser materiais de notável sucesso para dispositivos LED e painéis solares na última década. Um problema importante com esses materiais, Contudo, é a estabilidade deles, com o desempenho do dispositivo diminuindo mais rapidamente do que outros materiais de última geração. A comunidade de engenheiros acredita que a variante 2D de perovskites pode fornecer respostas para esses problemas de desempenho.
Em um estudo publicado no Journal of Physical Chemistry Letters , pesquisadores do Instituto de Tecnologia Avançada de Surrey (ATI) detalham como melhorar as propriedades físicas da perovskita 2D chamada Ruddlesden-Popper.
O estudo analisou os efeitos da combinação de chumbo com estanho dentro da estrutura de Ruddlesden-Popper para reduzir a quantidade de chumbo tóxico. Isso também permite o ajuste de propriedades-chave, como os comprimentos de onda da luz que o material pode absorver ou emitir no nível do dispositivo - melhorando o desempenho de fotovoltaicos e diodos emissores de luz.
Cameron Underwood, autor principal da pesquisa e pesquisador de pós-doutorado na ATI, disse:
"Há muito entusiasmo sobre o potencial das perovskitas 2D, pois podem inspirar uma revolução na sustentabilidade em muitos setores. Acreditamos que nossa análise do fortalecimento do desempenho da perovskita pode desempenhar um papel na melhoria da estabilidade da energia solar de baixo custo e dos LEDs. "
Professor Ravi Silva, autor correspondente da pesquisa e Diretor da ATI, disse:
"À medida que nos afastamos das fontes de energia fóssil para alternativas mais sustentáveis, estamos começando a ver usos inovadores e revolucionários de materiais como perovskitas. O Instituto de Tecnologia Avançada se dedica a ser uma voz forte na formação de um futuro mais verde e sustentável em eletrônicos - e nossa nova análise faz parte dessa discussão contínua. "
