Transiciones de fase de la perovskita de yoduro de plomo de formamidinio bajo presión

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física del estado sólido
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• El yoduro de plomo de formamidina (FAPbI3) es un material de perovskita clave para aplicaciones fotovoltaicas.
• Comprender su comportamiento estructural bajo presión es crucial para la estabilidad y el rendimiento del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Investigar la evolución estructural inducida por la presión de FAPbI3.
• Para correlacionar los cambios estructurales con las propiedades de fotoluminiscencia.

Principales métodos:

• Difracción de rayos X sincrotrón in situ (XRD) para el análisis estructural.
• Espectroscopia de fotoluminiscencia excitada por láser (PL) para sondear las propiedades electrónicas.

Principales resultados:

• El α-FAPbI3 cúbico se transforma irreversiblemente en el δ-FAPbI3 hexagonal por debajo de 0,1 GPa.
• Se han observado múltiples transiciones estructurales para α-FAPbI3 tras la compresión a 6,59 GPa.
• δ-FAPbI3 se convierte en una estructura ortorrómbica entre 1,26 y 1,73 GPa.
• Tras la descompresión, FAPbI3 recupera parcialmente la fase α pero conserva una fracción significativa de la fase δ.
• La fotoluminiscencia se atribuye a la recombinación a nivel de defecto, no a la emisión en el borde de la banda.

Conclusiones:

• FAPbI3 exhibe una alta sensibilidad a la presión, mostrando un polimorfismo complejo.
• La formación irreversible de la fase δ bajo presión es un factor crítico para los dispositivos fotovoltaicos basados en FAPbI3.
• Se requiere una gestión cuidadosa de la presión para optimizar las aplicaciones de las células solares FAPbI3.