Impresión artística de la técnica de escritura láser. El rayo láser calienta localmente la superficie de perovskita, haciéndolo cambiar del delta amarillo al estado alfa negro. Crédito:Julian Steele
La mayor parte de la tecnología actual en energía solar, telecomunicaciones y microchips se construye con materiales a base de silicio. Sin embargo, en años recientes, una nueva familia de materiales semiconductores, perovskitas, ha irrumpido en la escena, ofreciendo promesa de nuevas y mejores tecnologías. Las propiedades de estos materiales compiten con muchas de las opciones comerciales bien establecidas, sin dejar de ser mucho más barato y más fácil de hacer.
Perovskita es el nombre general de un material que consta de tres componentes químicos A, B y X, dispuestos en una estructura de cristal molecular específica ABX 3 . Una de estas perovskitas que los investigadores están investigando actualmente es el yoduro de plomo formamidinio [HC (NH 2 ) 2 PbI 3 o FAPbI 3 ], que tiene el rendimiento récord mundial para una célula solar basada en perovskita, rivalizando con los basados en silicona.
Desafíos importantes, sin embargo, Quedan por resolver con respecto a la estabilidad de los cristales de perovskita en condiciones del mundo real. A temperatura ambiente, por ejemplo, FAPbI 3 se organiza en la fase delta de color amarillo, con poco valor práctico para aplicaciones tecnológicas. Pero cuando se calienta por encima de 150 ° C, el material se reorganiza en una estructura negra diferente, llamado el estado alfa, antes de volver a la fase delta después de unos días en condiciones ambientales. Es este estado alfa oscuro de FAPbI 3 que es más interesante para los investigadores y la tecnología. Hasta hace poco, Los investigadores han intentado acceder al estado alfa de alta temperatura calentando el material y estabilizándolo a temperatura ambiente mediante tratamientos químicos y de superficie.
Los investigadores de KU Leuven del Roeffaers Lab y el Grupo Hofkens han descubierto ahora un nuevo, forma más fácil de crear la deseada perovskita oscura de fase alfa. Utilizaron escritura láser directa (luz láser intensa sintonizada) para calentar localmente la superficie de perovskita, haciéndolo cambiar del estado delta inútil al estado alfa altamente deseable. Es más, También encontraron que el material ahora permanecía en este estado durante muchas semanas, incluso a temperatura ambiente, sin necesidad adicional de un tratamiento estabilizador. Los científicos de KU Leuven lograron utilizar el rayo láser para microfabricar rápidamente patrones complejos de la FAPbI oscura. 3 estado.
Los investigadores publicaron recientemente su descubrimiento en la revista de nanotecnología de alto impacto. ACS Nano (Steele et al. 2017).
"Estos hallazgos son un gran paso adelante en la adaptación local de la estructura, eléctrico, y propiedades ópticas de una nueva clase importante de materiales y proporciona una vía para fabricar dispositivos ópticos personalizados, todo bajo demanda ".
