Dinámica catiónica en cationes mixtos (MA) _x (FA) _1-x PbI₃ Perovskitas híbridas de estado sólido por RMN

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• Las instalaciones fotovoltaicas

Sus antecedentes:

• Las perovskitas orgánicas de haluro de plomo de cationes mixtos son los principales materiales para las células solares, con una eficiencia de conversión de energía de hasta el 22%.
• Estas perovskitas de alto rendimiento utilizan múltiples cationes para mejorar sus propiedades fotovoltaicas.

Objetivo del estudio:

• Proporcionar los primeros datos cuantitativos y específicos del catión sobre la dinámica de reorientación del catión en las perovskitas de haluro de plomo híbridas de catión formamidinio (FA) y metilamonio (MA).
• Para aclarar la dinámica de reorientación de cationes, la composición de fase microscópica y la relación MA/FA en (MA) x ((FA) 1-xPbI3).

Principales métodos:

• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de giro de ángulo mágico en estado sólido (MAS) utilizando núcleos 14N, 2H, 13C y 1H.
• Se realizaron estudios de temperatura variable entre 100 y 330 K.

Principales resultados:

• Se obtuvieron por primera vez datos cuantitativos sobre la dinámica de la reorientación catiónica en estas perovskitas híbridas.
• El estudio determinó la composición de la fase microscópica y la relación entre metilamonio (MA) y formamidinio (FA).
• Las tasas de reorientación de cationes mostraron una correlación sorprendente con las vidas de transporte reportadas anteriormente.

Conclusiones:

• La correlación observada entre la dinámica catiónica y la vida útil del portador proporciona evidencia de la naturaleza polarónica de los portadores de carga en las perovskitas fotovoltaicas.
• Comprender estas dinámicas es crucial para optimizar el rendimiento y la estabilidad de las células solares de perovskita.