Ученые ищут разгадку свойств перовскита в его двойственной структуре

перовскитыУчёные во всем мире ведут активный поиск материалов для нового поколения высокоэффективных и дешёвых в производстве солнечных элементов. В одном из таких недавних исследований сотрудники Аргоннской Национальной лаборатории Министерства энергетики США прояснили важные детали перемещения энергии в йодиде свинца метиламмония – перспективном перовскитном материале, привлёкшем пристальное внимание проектировщиков солнечных батарей.

Этот перовскит имеет несколько необычное строение на атомном уровне. Он состоит из двух отдельных, но взаимопроникающих структур – ионов метиламмония, образованных только лёгкими атомами, колеблющимися с высокой энергией, и тяжёлых атомов йодида свинца, вибрирующих с низкой энергией.

В эксперименте ионы метиламмония в кристаллической решётке селективно возбуждались импульсом ИК-лазера, после чего учёные пытались отследить, как происходит передача энергии от этих атомов к неорганическому йодиду свинца.

Хотя органические и неорганические молекулы находятся очень близко друг к другу, исследователи заметили, что молекулы метиламмония довольно долго оставались «горячими», не спеша передавать свою энергию непосредственно в суб-решётку йодида свинца. 

Находка указывает на ярко выраженное неравновесное распределение энергии в этом материале, и на то, что молекулы метиламмония не вносят заметного вклада в общую производительность материала (как предполагалось ранее). Таким образом, для совершенствования фотоэлектрических свойств этого перовскита следует модифицировать его органическую часть либо заменить её на неорганическую.

Помимо экспериментов участники исследования провели вычислительные симуляции возбужденных колебательных состояний разных молекул в этом атипичном материале, используя теорию функционала плотности.

Статья, посвящённая этой работе, опубликована в Nature Communications.

Источник: https://ko.com.ua/razgadku_svojstv_perovskita_ishhut_v_ego_dvojstvennoj_strukture_129387

Контакты

ул.Космонавтов 81/6, г.Николаев, Украина
+38 (067) 512 33 83
nfo@sunnik.com.ua
sunnik
sunnik