Los estados oscuros en las perovskitas de haluro metálico revelados por la espectroscopia multidimensional coherente

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las perovskitas de haluro metálico ofrecen una alta eficiencia para las células solares y los LED.
• El procesamiento de soluciones conduce a defectos, sin embargo, los problemas típicos de defectos están ausentes.
• La comprensión de la dinámica de los defectos es crucial para la optoelectrónica de perovskita.

Objetivo del estudio:

• Investigar la dinámica de los estados de banda y defecto en las perovskitas de haluro metálico.
• Elucidar los mecanismos fotofísicos detrás de sus inesperadas propiedades optoelectrónicas.
• Resolver el papel de los estados de subbandgap en el rendimiento del dispositivo.

Principales métodos:

• Se utilizó una espectroscopia óptica multidimensional ultrarrápida.
• Se estudiaron películas delgadas de perovskitas de haluro de plomo y metilamonio (CH3NH3PbX3, X = Br, I).
• Análisis de la dinámica del portador y las interacciones de estado.

Principales resultados:

• Se observó un estado básico compartido entre las transiciones de borde de banda y subbandgap.
• Identificó un continuo de estados de subbandgap que se extienden al menos 350 meV por debajo del borde de la banda.
• Se ha demostrado el blanqueamiento instantáneo de los estados de sub-bandgap tras la excitación y la población a través de la luz.

Conclusiones:

• El préstamo de la fuerza del oscilador explica el blanqueo de los estados de sub-bandgap.
• Los estados de subbandgap no son perjudiciales y contribuyen a un alto rendimiento del dispositivo.
• Este trabajo aclara la fotofísica detrás del excepcional comportamiento optoelectrónico de las perovskitas.