Un químico de la Universidad RUDN ha sintetizado nuevos tipos de materiales ópticamente activos con la estructura del mineral perovskita. Propuso un medio ambiente, rápido, y método mecanoquímico fácilmente reproducible, que permite obtener materiales híbridos de alta pureza, prometedor para la creación de células solares. El artículo fue publicado en la revista Nanoescala .

La gran mayoría de los materiales híbridos organo-inorgánicos que se utilizan hoy en día en la energía solar son semiconductores tridimensionales similares a las perovskitas que contienen plomo en su estructura. Sin embargo, el uso de tales materiales crea problemas debido a su toxicidad. Perovskitas dobles, o "elpasolitos, "puede servir como una alternativa conveniente que ayudaría a evitar el uso de plomo tóxico.

Hasta la fecha, muchas de las estructuras teóricamente predichas de las perovskitas dobles no se han sintetizado debido a una serie de problemas, como la formación de subproductos estables, por ejemplo, cesio, bromo, y compuestos de antimonio, lo que impidió que la reacción se completara. Rafael Luque, el Director del centro científico del Instituto Conjunto de Investigaciones Químicas de la Universidad RUDN, y sus colegas utilizaron los métodos de la "química verde" para sintetizar tres perovskitas dobles:Cs ₂ AgBiBr ₆ , MAMÁ ₂ TlBiBr ₆ , y Cs ₂ AgSbBr ₆ .

Los químicos utilizaron el enfoque mecanoquímico, es decir, molienda de alta energía, que no requiere el uso de disolventes orgánicos, y por tanto es más respetuoso con el medio ambiente. Los autores del artículo demostraron que la baja temperatura es un parámetro crítico en el proceso de síntesis en un molino de bolas porque elimina la formación de compuestos secundarios.

La estructura y la fase y composición elemental de las perovskitas obtenidas se confirmaron mediante métodos de análisis fisicoquímico. También se evaluó la estabilidad térmica. Se demostró que los materiales sintetizados son estables a altas temperaturas, de 300 a 500 grados centígrados.

Para comprobar las propiedades ópticas de los materiales híbridos sintetizados, los químicos midieron el poder de absorción y emisión de nuevos materiales en el rango visible y ultravioleta. Con base en estos datos, los investigadores calcularon la banda prohibida, es decir, el rango de energías que permite determinar la conductividad eléctrica de un material, en particular, si el material es un semiconductor. Los valores energéticos obtenidos, es decir, la banda prohibida, están completamente de acuerdo tanto con los valores calculados teóricamente como con los experimentales, descrito en la literatura para las estructuras correspondientes.

Los nuevos materiales demuestran una alta estabilidad; no se observaron cambios en su estructura cristalina después de varios meses de almacenamiento a temperatura ambiente y humedad ambiental. El profesor Luque y sus colegas creen que su método se puede utilizar para sintetizar otras perovskitas dobles, que son propensos a descomponerse en fases estratificadas que podrían convertirse en la base para la creación de células fotovoltaicas altamente efectivas y libres de plomo tóxico.

Los materiales sintetizados son altamente eficientes, comparable a la mayoría de los sistemas de literatura sintetizada, pero sintetizado de una manera mucho más fácil y respetuosa con el medio ambiente que reducirá significativamente los costos del producto en el material final. El futuro dirá sobre su viabilidad económica, pero los materiales tienen perspectivas prometedoras para diversas aplicaciones. "Dice Luque.