El fenilenodiamonio como nuevo espaciador para las perovskitas bidimensionales de Dion-Jacobson

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las perovskitas halogenadas bidimensionales (2D) ofrecen propiedades ajustables y estabilidad para las células solares.
• La clase estructural Dion-Jacobson (DJ) es una vía prometedora para el desarrollo de perovskita 2D.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar una nueva serie de perovskitas híbridas 2D en la clase DJ.
• Investigar las propiedades estructurales, electrónicas y de formación de película de estos nuevos materiales.
• Para explorar su potencial en aplicaciones fotovoltaicas.

Principales métodos:

• Cristalografía de rayos X de un solo cristal para la determinación de la estructura.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para el análisis de la estructura de la banda electrónica.
• Técnicas de deposición en solución para la fabricación de películas delgadas.

Principales resultados:

• Las nuevas (mPDA) MA Pb I₃ (n = 1-3) DJ perovskitas fueron sintetizadas con las distancias entre capas I··I más cortas reportadas (4.00-4.04 Å).
• La distorsión significativa del marco inorgánico (ángulos Pb-I-Pb de 158-160°) conduce a espacios de banda más grandes.
• Los cálculos de DFT revelan un acoplamiento electrónico entre capas debido a distancias I·I cortas.
• Las películas depositadas en solución muestran una mejor cobertura superficial con un aumento nominal de n, formando mezclas de n = 1 DJ y MAPbI a granel.

Conclusiones:

• Las perovskitas DJ sintetizadas poseen características estructurales y electrónicas únicas.
• Las distancias cortas entre capas promueven el acoplamiento electrónico, distinguiéndolas de las fases de Ruddlesden-Popper.
• La morfología de la película y el rendimiento de la célula solar están influenciados por el valor de n y la composición del material.