Revelando las interfaces enterradas que limitan el rendimiento en perovskitas de plomo-ioduro Dion-Jacobson en capas

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las perovskitas 2D de Dion-Jacobson (DJ) ofrecen una mayor estabilidad que sus contrapartes 3D para aplicaciones solares.
• Las imperfecciones de la interfaz limitan el rendimiento optoelectrónico de las perovskitas DJ 2D.
• Se carece de una comprensión fundamental de las propiedades interfaciales enterradas.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las relaciones estructura-propiedad interfacial en perovskitas DJ 2D.
• Identificar y caracterizar las heterogeneidades en las interfaces enterradas.
• Desarrollar estrategias para mejorar las propiedades de la interfaz y el rendimiento del dispositivo.

Principales métodos:

• Proyección directa de interfaces enterradas utilizando técnicas espectroscópicas y microscópicas combinadas.
• Análisis de las heterogeneidades a escala múltiple, incluida la polidispersidad de fases y el trastorno estructural.
• Aplicación de una estrategia de complejación de la esfera interna basada en sulfato para la pasivación de cristales.

Principales resultados:

• Las interfaces enterradas exhiben mayores concentraciones de heterogeneidades (polidispersidad de fase, desorden, dominios no emisores) que las superficies superiores.
• La estrategia de pasivación homogeneizó el crecimiento del cristal y las terminaciones del cristal pasivadas en las interfaces enterradas.
• Se suprimió la recombinación no radiativa y se promovió la transferencia ultra rápida de portadores entre fases.

Conclusiones:

• Las células solares de perovskita DJ 2D lograron una eficiencia de conversión de energía récord del 20,7%.
• La estrategia desarrollada mejoró la estabilidad ambiental en comparación con las perovskitas 3D.
• El establecimiento del vínculo entre la heterogeneidad de la interfaz enterrada y el rendimiento optoelectrónico es crucial para el desarrollo de la perovskita DJ 2D.