Istraživači sa Univerziteta u Misuriju, u saradnji sa naučnicima sa Univerziteta Vestern Cape u Južnoj Africi i fizičarima u Nacionalnoj laboratoriji Argonne Ministarstva energetike SAD (DOE), razvili su novi način za proizvodnju hibridnih perovskita. To su kombinacija organskih i neorganskih poluprovodnih materijala koji bi mogli da budu osnova novih solarnih ćelija ili drugih elektronskih uređaja.
„Organsko-neorganski hibridni perovskiti postali su sve privlačniji za zajednice materijala i elektronike, posebno u poslednjih 10 godina ili tako nešto“, rekao je profesor MU Suchismita (Suchi) Guha, vodeći autor studije. „Postale su, u nekim slučajevima, efikasne kao solarne ćelije na bazi silicijuma. Pored toga, one su takođe mnogo raznovrsnije od silicijuma i mogu se koristiti i podesiti za širok spektar primena.“
Guha i njeni saradnici su unapredili metode za pravljenje olovo-halogenih perovskita. Prethodne tehnike za pravljenje ovih tankoslojnih perovskita zahtevale su tečnu obradu pomoću rastvarača, što je činilo filmove podložnim degradaciji kada su izloženi vazduhu. Pored toga, sa ovim prethodnim proizvodnim procesom, jedan od molekula bi pretrpeo promenu u svojoj strukturi, uzrokujući ograničenja performansi u uslovima rada u stvarnom svetu.
Sa novom tehnikom, istraživači su uspeli da spreče promenu, držeći zahvaćeni molekul u stabilnoj strukturi u velikom temperaturnom opsegu. Pored toga, nova tehnika je učinila perovskit stabilnim u vazduhu, što ga čini prikladnim za potencijalnu solarnu ćeliju.
„Bilo je mnogo studija koje su razmatrale načine da se pokuša poboljšati stabilnost hibridnih perovskita, uključujući difuzijske barijere, aditivni inženjering i optimizaciju hemijski inertnih elektroda, ali ovo je jedna od prvih studija koja posmatra samu metodu rasta kao način da se poboljšaju konačne performanse uređaja“, rekao je Guha.
Da bi potvrdili molekularnu strukturu perovskitnog materijala, Guha i njene kolege, uključujući fizičarku Argonne Evguenia (Jenia) Karapetrova, koristile su merenja difrakcije rendgenskih zraka u Argonneovom naprednom izvoru fotona (APS), korisničkom objektu DOE Office of Science.
„Mogućnost karakterizacije strukture perovskita u APS-u pruža jedinstven prozor u mogućnosti ovog funkcionalnog materijala“, rekla je Karapetrova.
„Čini se da je sprečavanje promene faze ključ za osiguranje poboljšanih performansi uređaja“, rekao je Guha. „Održavajući stabilnu strukturu kroz prozor radne temperature, pokazujemo put do poboljšanog i potencijalno korisnog perovskita.“
