El mito detrás de las perovskitas de baja dimensión basadas en bromuro de hexilamonio metaestable y estable

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• La pasivación de defectos es crucial para mejorar la eficiencia y la estabilidad de las células solares de perovskita.
• Los bromuros de alquilamonio de cadena larga son agentes pasivantes comunes, pero sus mecanismos son poco conocidos.
• Las rutas de formación y las estructuras de perovskitas de baja dimensión relacionadas requieren más investigación.

Objetivo del estudio:

• Investigar las propiedades físicas y químicas de las perovskitas de baja dimensión a base de bromuro de n-hexilamonio (HABr).
• Elucidar los mecanismos y estructuras de formación de perovskitas basadas en HABr para mejorar el rendimiento de las células solares.
• Desarrollar una estrategia de pasivación estable y eficiente para las células solares de perovskita.

Principales métodos:

• Análisis por difracción de rayos X (XRD) de películas y cristales simples de perovskita a base de HABr.
• Investigación de los productos de reacción de HABr con FAPbI3 y PbI2.
• Fabricación y caracterización de las células solares de perovskita utilizando diferentes estrategias de pasivación.

Principales resultados:

• Los cristales simples frescos de HA2PbBr4 exhiben una fase metastable, mientras que las películas y los cristales envejecidos son estables.
• HABr forma una perovskita mixta de cationes (HAFAPbI3Br) con FAPbI3, que existe en equilibrio dinámico.
• La reacción de HABr con el exceso de PbI2 produce una perovskita HA2PbI2Br2 estable.
• La pasivación HA2PbI2Br2 da como resultado células solares de perovskita basadas en FAC más estables y eficientes en comparación con la pasivación HAFAPbI3Br.

Conclusiones:

• La estabilidad de las perovskitas de baja dimensión basadas en HABr depende de su fase y composición.
• Se puede formar una perovskita HA2PbI2Br2 estable reaccionando HABr con el exceso de PbI2.
• Esta capa de pasivación estable mejora significativamente el rendimiento y la estabilidad de las células solares de perovskita.
• Los hallazgos proporcionan una base para futuras investigaciones sobre perovskitas de baja dimensión que contienen bromuro para aplicaciones optoelectrónicas.