Aunque existen diferentes enfoques de fabricación, La deposición en dos pasos es una de las principales técnicas experimentales que se utilizan ahora para hacer eficientes, PSC estables, especialmente a escala industrial. El proceso implica primero depositar yoduro de plomo (PbI2) y luego agregar sales de haluro de cationes monovalentes como yoduro de metilamonio (MAI) y yoduro de formamidinio (FAI) para convertirlo en perovskita.

Si bien esta deposición de dos pasos es mejor que otras opciones, es difícil mantener un alto rendimiento reproducible y una estabilidad a largo plazo al escalar, principalmente debido a la falta de control sobre el proceso de fabricación. Por lo tanto, es esencial comprender el mecanismo detrás de la cristalización de perovskita de haluro a nivel atómico.

En el artículo "Una dinámica molecular combinada y un estudio experimental de un proceso de dos pasos que permite la formación a baja temperatura de α-FAPbI3 pura de fase, "los autores decidieron estudiar, Para tal fin, la fabricación en dos pasos de yoduro de plomo de metilamonio (MAPbI3) y yoduro de plomo de formamidinio (FAPbI3).

Si bien el primero es un sistema bien estudiado, este último fue elegido debido a características atractivas que incluyen una banda prohibida de ∼1.45-eV, movilidad del portador de alta carga, y estabilidad térmica superior que aparece en su polimorfo α-FAPbI3. Sin embargo, el problema con esta perovskita es que la fase α es metaestable y la transición de fase termodinámica requiere altas temperaturas de alrededor de 150 grados Celsius. El estudio teórico y experimental combinado, publicado en la edición del 23 de abril de Avances científicos, descubrió los detalles microscópicos del proceso de cristalización, liderando el camino hacia el descubrimiento de una vía de baja temperatura para la fabricación del material.

Si bien la investigación experimental anterior sobre MAPbI3 reveló que el proceso de dos pasos se produce mediante la intercalación de los cationes MA + en las capas de PbI2 seguido de una transformación a la estructura de perovskita a través de fases intermedias, los experimentos no pudieron resolver la naturaleza de estas fases intermedias ni aclarar el mecanismo atomístico subyacente. Usando una investigación de dinámica molecular (MD) basada en una técnica de muestreo mejorada llamada metadinámica (WTMetaD), el equipo descubrió que esa transformación tiene lugar a través de una secuencia de intermedios. Los resultados teóricos estaban en línea con los experimentos, alentando a los investigadores a investigar si un proceso similar también estaba detrás de la transformación de α-FAPbI3. Partiendo de simulaciones, descubrieron que, de hecho, es posible un proceso de dos pasos a temperaturas más bajas en este material. Una serie de experimentos de rayos X y películas delgadas in situ confirmaron este resultado y permitieron la formación a baja temperatura de películas delgadas de α -FAPbI3 de fase pura.