Microstructura a escala atómica de la perovskita de halogenuros metálicos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• Las perovskitas híbridas orgánicas e inorgánicas son prometedoras para las células solares, pero carecen de una comprensión microscópica detallada.
• Las imágenes de resolución atómica son cruciales para dilucidar las propiedades de los materiales solares cristalinos.

Objetivo del estudio:

• Para obtener imágenes de películas delgadas de triioduro de plomo de formamidinio a nivel atómico utilizando microscopía electrónica de baja dosis.
• Para comprender las propiedades microscópicas, los límites de grano, las interfaces y las estructuras de defectos en estas perovskitas.
• Explicar las propiedades regenerativas de las perovskitas mediante la investigación de la degradación inducida por el haz.

Principales métodos:

• Microscopía electrónica de transmisión de barrido de resolución atómica (STEM) con irradiación de dosis baja de electrones.
• Imágenes de películas delgadas de triioduro de plomo de formamidinio [CH(NH₂) ₂ PbI₃.
• Análisis de la degradación y de las estructuras defectuosas inducidas por el haz.

Principales resultados:

• Reveló arreglos atómicos altamente ordenados con límites de grano nítidos y interfaces coherentes de perovskita/PbI2.
• Se observó la ausencia de trastornos de largo alcance en la estructura cristalina.
• Descubrió que la irradiación de haces de electrones causa la pérdida de iones de formamidinio, lo que lleva a vacantes en la celosía y explica las propiedades regenerativas. También se observaron defectos y dislocaciones de puntos alineados.

Conclusiones:

• Proporcionó información a nivel atómico sobre la estructura y la degradación de las perovskitas de haluro de plomo.
• Los hallazgos aclaran la relación entre la estructura microscópica, la degradación y las propiedades regenerativas en los materiales solares de perovskita.
• Esta comprensión es vital para el desarrollo de células solares de perovskita eficientes y estables.