Muestra de perovskita estable al agua en condiciones sintéticas, que exhibe color verde cian en medios básicos durante la síntesis bajo luz ultravioleta. Crédito:UNIST
Investigadores de Corea del Sur han presentado un método sintético fácil y rentable, capaz de estabilizar perovskitas sin la adición de materiales de revestimiento extraños en medios acuosos.
Perovskitas totalmente inorgánicas, conocido como CsPbX 3 (X =Cl / Br / I) fue descubierto por primera vez por Wells en 1893 y las perovskitas híbridas o CH 3 NUEVA HAMPSHIRE 3 PbX 3 fueron descubiertos en 1978 por Weber. Aunque estos materiales han sido la esencia de la comunidad de investigación de materiales, especialmente en células solares, diodos emisores de luz de estado sólido, y muchos más dispositivos optoelectrónicos, su aplicación práctica se ha visto obstaculizada debido a su inestabilidad en medio acuoso.
Para estabilizar estas perovskitas, varios óxidos metálicos como el SiO 2 , Alabama 2 O 3 , y Ta 2 O 5 se han utilizado para revestir estos materiales. Pero estos métodos no dan estabilidad a largo plazo. Para la comercialización de cualquier dispositivo, Cabe señalar que los dispositivos deben ser estables hasta algunos años. En el presente, no existen métodos que puedan estabilizar la perovskita durante más de un año en agua neutra.
Un estudio reciente, afiliada a UNIST ha presentado un sencillo fácil, y método sintético rentable, capaz de estabilizar perovskitas sin la adición de materiales de revestimiento extraños en medios acuosos. El equipo de investigación prevé que su nuevo enfoque sintético abrirá una nueva área de investigación para los materiales de perovskita.
Este avance ha sido dirigido por el distinguido profesor Kwang Soo Kim en la Escuela de Energía e Ingeniería Química de UNIST. El equipo de investigación prevé que su nuevo enfoque sintético abrirá una nueva área de investigación para los materiales de perovskita.
"Las perovskitas han atraído una atención considerable de investigadores de todo el mundo debido a su alta eficiencia y bajo costo, "dice el distinguido profesor Kim." Al resolver los problemas de larga data para su aplicación práctica en un ambiente acuoso, nuestra ruta sintética simple se utilizará para diversas aplicaciones en optoelectrónica, ciencia Biomedica, y catálisis ".
Imagen esquemática que muestra el método de difusión de vapor de base de Lewis (LBVD). El pequeño vial interior contiene una sal precursora de haluro ácido-haluro metálico, mientras que el vial exterior grande contiene una solución de metilamina (MAm). MAm se vaporiza y entra en el vial pequeño. Las bolas azules indican el vapor MAm, y la barra verde indica la perovskita estable al agua. Crédito:UNIST
El rendimiento mágico de APbX 3 (A =amonio orgánico o catión inorgánico, X =anión haluro) perovskita se encuentra en su tipo especial de estructura donde los cationes de plomo y los cationes de amonio están en una coordinación cuboctaédrica de 6 y 12 veces, respectivamente y, por lo tanto, los materiales de perovskitas consisten en un número infinito de capas octaédricas conectadas por las esquinas de los octaedros.
En el estudio, El distinguido profesor Kim y el Dr. Jana desarrollaron un nuevo método sintético para convertir algunas capas octaédricas externas en Pb (OH) 2 para proteger las capas internas restantes del agua. Gracias a Pb (OH) 2 que es insoluble en agua. Al controlar la capa periférica de geometría de perovskita octaédrica, El equipo de investigación sintetizó de forma reproducible una serie de perovskitas híbridas fluorescentes en forma de varilla en medios ácidos y básicos en condiciones ambientales a gran escala sin ligandos de protección. La banda prohibida se puede sintonizar desde la región roja hasta la azul celeste con una emisión nítida. Las perovskitas de bromuro de plomo son estables más de 6 meses en agua sin cambios estructurales.
"Todas las tecnologías esenciales que ayudan a nuestra sociedad a funcionar correctamente se basan en semiconductores de alto rendimiento, como las células solares basadas en Si. Pero los materiales de perovskita tienen todo el potencial para reemplazar los dispositivos basados en Si que son muy costosos, "dice el Dr. Jana en la Escuela de Energía e Ingeniería Química de UNIST, el primer autor del estudio. "Como nuestra nueva metodología sintética es muy rentable, Reducirá el precio de los dispositivos de células solares de perovskita y otros dispositivos optoelectrónicos, que podría ser fácilmente accesible para los países económicamente atrasados ".
Él añade, "Además, la perovskita estable al agua se utilizará en todas aquellas áreas donde el agua es una elección inevitable para un estudio en particular ".
"Creemos que nuestros descubrimientos fundamentales e innovadores ayudarán a la comunidad de células solares a fabricar células solares de perovskita que serían estables en el agua". "dice el distinguido profesor Kim." Además, la brillante intensidad fluorescente de las perovskitas a base de bromuro y cloruro en el agua es muy prometedora para los dispositivos de iluminación de estado sólido ".
Los resultados de esta investigación se han publicado en Letras de energía ACS el 13 de agosto 2018. Además, su trabajo ha sido incluido entre los artículos más leídos del mes de agosto en Letras de energía ACS .
