De 2D a 1D Dimensionalidad electrónica en perovskitas halogenadas con capas escalonadas y planas utilizando...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física del estado sólido
• Optoelectrónica y sus derivados

Sus antecedentes:

• Las perovskitas híbridas bidimensionales (2D) se exploran para la optoelectrónica debido a su mayor estabilidad con respecto a las contrapartes 3D.
• Se introducen cationes de propilamonio (PA+) para crear nuevas estructuras de perovskita.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar nuevas estructuras 2D de perovskita con cationes de propilamonio (PA+).
• Investigar las propiedades electrónicas y ópticas de estos nuevos materiales.
• Para evaluar su potencial en aplicaciones de células solares.

Principales métodos:

• Síntesis de las estructuras de perovskita de Ruddlesden-Popper (RP) y de tipo escalonado (SL).
• Caracterización óptica para determinar las brechas de banda.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para el análisis de la estructura electrónica.
• Medidas de la resistividad eléctrica.
• Fabricación y ensayo de las células solares.

Principales resultados:

• Las estructuras RP ((PA) 2 ((MA) n-1PbnI3n+1) exhiben espacios de banda con desplazamiento azul ajustables (1,90-2,03 eV) y conductividad anisotrópica.
• Las estructuras SL ((PA) 2 ((MA) m-1Pb2Im + 2) muestran mayores desplazamientos azules (2.53-2.93 eV) y son electrónicamente cables cuánticos 1D.
• Los cristales RP demuestran una fuerte fotorrespuesta, mientras que los materiales SL muestran un dominio del transporte iónico y ninguna fotorrespuesta.
• Las células solares fabricadas con una estructura RP (n = 3) alcanzaron una eficiencia del 7,04% con una histeresis mínima.

Conclusiones:

• Las nuevas perovskitas RP y SL basadas en PA+ poseen estructuras electrónicas y propiedades anisotrópicas distintas.
• Las estructuras RP son adecuadas para dispositivos optoelectrónicos como las células solares, lo que demuestra una eficiencia prometedora.
• Las estructuras SL, aunque no son fotorresponsivas, ofrecen características electrónicas únicas en 1D.