Η ομάδα παρακολουθεί πώς τα άτομα αλογόνου ανταγωνίζονται για να μεγαλώσουν «νικηφόρα» περοίτες

Υλικά Perovskite -Με μια ευέλικτη οικογένεια ενώσεων που αποτελείται από μεταλλικά οξείδια-υπόσχεση για ένα ευρύ φάσμα τεχνολογιών, από ηλιακά κύτταρα έως αισθητήρες έως δίοδοι εκπομπής φωτός. Ωστόσο, η σύνθεση κρυστάλλων Perovskite υψηλής ποιότητας μπορεί να είναι προκλητική, καθώς τα διαφορετικά στοιχεία ανταγωνίζονται για να αντιδράσουν και να σχηματίσουν διαφορετικές κρυσταλλικές δομές.

Τώρα, μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον και στο Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NRER) έχει αναπτύξει μια νέα τεχνική για την παρακολούθηση του τρόπου με τον οποίο τα άτομα αλογόνου (όπως το ιώδιο και το χλώριο) ανταγωνίζονται για την ανάπτυξη κρυστάλλων περοβσκίτη. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους ερευνητές να σχεδιάσουν νέες στρατηγικές για τη σύνθεση υλικών Perovskite υψηλής ποιότητας.

Η τεχνική της ομάδας, χρονική επιλογής ακτινογραφία Φωτοτροφία φασματοσκοπία (TR-XPS), χρησιμοποιεί μια δέσμη ακτίνων Χ για να διεγείρει τα ηλεκτρόνια σε ένα δείγμα περοβσκίτη. Η ενέργεια αυτών των ηλεκτρονίων μπορεί στη συνέχεια να μετρηθεί για να εντοπιστεί τα διάφορα στοιχεία που υπάρχουν στο δείγμα. Ακολουθώντας τον τρόπο με τον οποίο τα στοιχεία αυτά αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου, η ομάδα θα μπορούσε να εντοπίσει πώς μεγαλώνει ο κρυστάλλινος Perovskite.

στα πειράματά τους, Διαπίστωσαν ότι το ιώδιο και το χλώριο ανταγωνίζονται για να καλλιεργήσουν κρυστάλλους περοβσκίτη με διαφορετικούς τρόπους. Το χλώριο αντιδρά ταχύτερα με το μόλυβδο στη μορφή Perovskite, αλλά το ιώδιο τελικά αναλαμβάνει και σχηματίζει ένα πιο σταθερό κρύσταλλο Perovskite. Αυτό υποδηλώνει ότι μια διαδικασία σύνθεσης δύο σταδίων θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη κρυστάλλων Perovskite υψηλής ποιότητας, με χλώριο που χρησιμοποιείται στο πρώτο βήμα για να σχηματίσει γρήγορα έναν πυρήνα perovskite και ιώδιο που χρησιμοποιείται στο δεύτερο βήμα για τη σταθεροποίηση της κρυσταλλικής δομής.

Τα ευρήματα της ομάδας θα μπορούσαν να βοηθήσουν Για να βελτιωθεί η σύνθεση των υλικών Perovskite για μια ποικιλία εφαρμογών. Τα ηλιακά κύτταρα Perovskite, για παράδειγμα, θα μπορούσαν να επωφεληθούν από τη χρήση κρυστάλλων Perovskite υψηλής ποιότητας που είναι πιο αποτελεσματικοί στη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρικό ρεύμα. Οι διόδους εκπομπής φωτός (LED) θα μπορούσαν επίσης να επωφεληθούν από τη χρήση κρυστάλλων Perovskite υψηλής ποιότητας που εκπέμπουν το φως πιο αποτελεσματικά.

Συνολικά, αυτό το έργο παρέχει ένα νέο εργαλείο για τη μελέτη Η ανάπτυξη κρυστάλλων Perovskite και θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων στρατηγικών για τη σύνθεση υψηλής ποιότητας υλικά Perovskite για διάφορες εφαρμογές.