Les neutrons montrent un jumelage dans les pérovskites halogénures


Matériaux pérovskites: les neutrons montrent un jumelage dans les pérovskites halogénures

Dr. Michael Tovar travaille chez FALCON à la source de neutrons BER II. Crédit photo: HZB

Il y a une bonne dizaine d’années, les équipes de recherche ont découvert la classe des aux halogénures semi-organiques, qui font maintenant une carrière rapide en tant que nouveaux matériaux pour les cellules solaires. Les semi-conducteurs mixtes organiques-inorganiques ont atteint des rendements de plus de 25% en quelques années. Ils tirent leur nom de leur structure de base, qui est très similaire à celle de la pérovskite minérale (CaTiO)3), mais contient d’autres composants: anions halogénures, cations et cations moléculaires organiques.

Dans le cas du composé le plus important de la classe, l’iodure de plomb de méthylammonium est CH3NH3PbI3 (généralement abrégé en MAPI), qui a également été étudié ici, sont les cations moléculaires les cations méthylammonium et les anions iodure anions. Bien que plus de 4000 articles sur les pérovskites halogénures aient été publiés en 2019 seulement, il n’a pas encore été possible de comprendre pleinement leur structure. Dans le cas du MAPI, cela a été attribué, entre autres, au fait qu’ils sont fabriqués sous forme de films polycristallins à élevée, et on pense que le se produit lorsqu’ils sont refroidis à température ambiante.

La formation de jumeaux est complexe et peut modifier considérablement les propriétés des matériaux. Il est donc passionnant d’examiner ce processus de plus près. «Nous avons maintenant cristallisé MAPI à température ambiante et analysé les cristaux formés sur BER II avec la caméra Laue Falcon», explique le Dr. Joachim Breternitz, HZB. Avec ses collègues, le professeur Susan Schorr et le Dr. Michael Tovar, il a pu déterminer à partir des données que les cristaux cultivés à température ambiante forment également des jumeaux. Cela donne un nouvel aperçu du processus de cristallisation et de croissance du MAPI. «Nos résultats montrent que les noyaux de cristallisation ont une symétrie plus élevée que les cristaux en vrac», explique Breternitz.

Grâce à ces connaissances, la synthèse des couches minces technologiquement importantes peut être optimisée de manière ciblée.

La source de neutrons BER II a fourni des neutrons pour la recherche jusqu’à son arrêt prévu en décembre 2019. « C’était l’une de nos dernières expériences au FALCON sur BER II et j’espère que nous pourrons apporter des contributions utiles d’ici la fin », dit-il à Breternitz.


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Plus d’information:
Joachim Breternitz et al., Jumelage dans MAPbI3 exposé à température ambiante par diffraction neutronique de Laue, Rapports scientifiques (2020). DOI: 10.1038 / s41598-020-73487-1

Fourni par le Helmholtz Center Berlin for Materials and Energy

Citation: Matériaux pérovskite: neutrons show twinning in halide perovskites (2020, 13 octobre), consulté le 13 octobre 2020 sur https://phys.org/news/2020-10-perovskite-materials-neutrons-twinning-halide .html

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