Las perovskitas bidimensionales (2D) de Ruddlesden-Popper (RPP) de la forma PEA2Pb1-xSnxI4 se pueden utilizar como capa activa sintonizable en energía fotovoltaica, como capa pasivante para sistemas fotovoltaicos de perovskita 3D o en diodos emisores de luz. Aquí, mostramos un comportamiento de banda prohibida no lineal con contenido de Sn en RPP 2D de fase mixta. Los cálculos de la teoría funcional de la densidad (con y sin acoplamiento espín-órbita) se emplean para estudiar los efectos del orden de corto alcance de Pb y Sn en composiciones PEA2Pb1 – xSnxI4 con x =0, 0,25, 0,5, 0,75, y 1. El análisis de la densidad parcial de estados muestra que el desajuste de energía de los estados de Pb 6s y Sn 5s en el máximo de la banda de valencia determina la no linealidad de la banda prohibida, lo que lleva a un parámetro de arco de 0.35–0.38 eV. Esta investigación proporciona una visión crítica para el diseño de futuros materiales de perovskita 2D de aleación de metal. Las posiciones de la discontinuidad de la banda de energía sintonizable pueden indicar transiciones dentro de la banda de interés para los ingenieros de dispositivos. Crédito: El diario de las letras de la química física (2021). DOI:10.1021 / acs.jpclett.0c03699
Un análisis innovador de materiales bidimensionales (2D) realizado por ingenieros de la Universidad de Surrey podría impulsar el desarrollo de células solares y LED de próxima generación.
Las perovskitas tridimensionales han demostrado ser materiales de gran éxito para dispositivos LED y paneles solares en la última década. Un problema clave con estos materiales, sin embargo, es su estabilidad, con el rendimiento del dispositivo disminuyendo más rápido que otros materiales de última generación. La comunidad de ingenieros cree que la variante 2D de perovskitas podría proporcionar respuestas a estos problemas de rendimiento.
En un estudio publicado en el Revista de letras de química física , Investigadores del Instituto de Tecnología Avanzada de Surrey (ATI) detallan cómo mejorar las propiedades físicas de la perovskita 2D llamada Ruddlesden-Popper.
El estudio analizó los efectos de combinar plomo con estaño dentro de la estructura Ruddlesden-Popper para reducir la cantidad tóxica de plomo. Esto también permite ajustar las propiedades clave, como las longitudes de onda de la luz que el material puede absorber o emitir a nivel del dispositivo, mejorando el rendimiento de los diodos fotovoltaicos y emisores de luz.
Cameron Underwood, autor principal de la investigación e investigador postdoctoral de la ATI, dijo:
"Hay mucho entusiasmo sobre el potencial de las perovskitas 2D, ya que podrían inspirar una revolución de la sostenibilidad en muchas industrias. Creemos que nuestro análisis del fortalecimiento del rendimiento de la perovskita puede desempeñar un papel en la mejora de la estabilidad de la energía solar y los LED de bajo costo ".
Profesor Ravi Silva, autor correspondiente de la investigación y Director de la ATI, dijo:
"A medida que nos alejamos de las fuentes de energía fósil hacia alternativas más sostenibles, estamos empezando a ver usos innovadores y rompedores de materiales como las perovskitas. El Instituto de Tecnología Avanzada está dedicado a ser una voz fuerte en la configuración de un futuro más verde y sostenible en la electrónica, y nuestro nuevo análisis es parte de esta discusión continua ".
