Des chercheurs en Corée du Sud ont présenté une méthode synthétique simple et rentable, capable de stabiliser les pérovskites sans addition de matériaux de revêtement étrangers dans les milieux aqueux.

Pérovskites entièrement inorganiques, connu sous le nom de CsPbX 3 (X =Cl/Br/I) a été découvert pour la première fois par Wells en 1893 et ​​les pérovskites hybrides ou CH 3 NH 3 PbX 3 ont été découverts en 1978 par Weber. Bien que ces matériaux aient été l'essence de la communauté de recherche sur les matériaux, en particulier dans les cellules solaires, diodes électroluminescentes à semi-conducteurs, et bien d'autres appareils optoélectroniques, leur application pratique a été entravée en raison de leur instabilité en milieu aqueux.

Pour stabiliser ces pérovskites, plusieurs oxydes métalliques tels que SiO 2 , Al 2 O 3 , et Ta 2 O 5 ont été utilisés pour revêtir ces matériaux. Mais ces méthodes ne parviennent pas à donner une stabilité à long terme. Pour la commercialisation de tout appareil, il convient de noter que les appareils doivent être stables jusqu'à quelques années. Maintenant, il n'y a aucune méthode qui puisse stabiliser la pérovskite pendant plus d'un an dans l'eau neutre.

Une étude récente, affilié à UNIST a présenté une facile, et méthode de synthèse rentable, capable de stabiliser les pérovskites sans addition de matériaux de revêtement étrangers dans les milieux aqueux. L'équipe de recherche envisage que leur nouvelle approche synthétique ouvrira un nouveau domaine de recherche pour les matériaux pérovskites.

Cette percée a été dirigée par le professeur distingué Kwang Soo Kim de l'École d'ingénierie énergétique et chimique de l'UNIST. L'équipe de recherche envisage que leur nouvelle approche synthétique ouvrira un nouveau domaine de recherche pour les matériaux pérovskites.

« Les pérovskites ont attiré une attention considérable de la part des chercheurs du monde entier en raison de leur haute efficacité et de leur faible coût, " dit le professeur distingué Kim. " En résolvant les problèmes de longue date pour son application pratique dans un environnement aqueux, notre simple voie de synthèse sera utilisée pour diverses applications en optoélectronique, science biomédicale, et la catalyse."

La performance magique d'APbX 3 (A =ammonium organique ou cation inorganique, X =anion halogénure) la pérovskite réside dans son type particulier de structure où les cations de plomb et les cations d'ammonium sont dans une coordination cuboctaédrique 6 fois et 12 fois, respectivement et donc les matériaux pérovskites sont constitués d'un nombre infini de couches octaédriques reliées par les coins d'octaèdres.

Dans l'étude, Le distingué professeur Kim et le Dr Jana ont développé une nouvelle méthode synthétique de conversion de quelques couches octaédriques externes en Pb(OH) 2 pour protéger les couches intérieures restantes de l'eau. Merci à Pb(OH) 2 qui est insoluble dans l'eau. En contrôlant la couche périphérique de la géométrie pérovskite octaédrique, l'équipe de recherche a synthétisé de manière reproductible une série de pérovskites hybrides fluorescentes en forme de bâtonnets dans des milieux acides et basiques dans des conditions ambiantes à grande échelle sans coiffage de ligands. La bande interdite est réglable du rouge au bleu ciel avec une émission nette. Les pérovskites au bromure de plomb sont stables plus de 6 mois dans l'eau sans changement structurel.

« Toutes les technologies essentielles au bon fonctionnement de notre société reposent sur des semi-conducteurs à hautes performances, comme les cellules solaires à base de silicium. Mais les matériaux pérovskites ont tout le potentiel pour remplacer les dispositifs à base de Si qui sont très coûteux, " déclare le Dr Jana de l'École d'ingénierie énergétique et chimique de l'UNIST, le premier auteur de l'étude. "Comme notre nouvelle méthodologie de synthèse est très rentable, cela réduira le prix des appareils à cellules solaires à pérovskite et d'autres appareils optoélectroniques, qui pourrait être facilement accessible aux pays économiquement arriérés.

Il ajoute, "En outre, la pérovskite stable à l'eau sera utilisée dans toutes les zones où l'eau est un choix incontournable pour une étude particulière."

"Nous pensons que nos découvertes fondamentales et innovantes aideront la communauté des cellules solaires à fabriquer des cellules solaires à pérovskite qui seraient stables dans l'eau, " déclare le distingué professeur Kim. " De plus, l'intensité lumineuse fluorescente des pérovskites à base de bromure et de chlorure dans l'eau est très prometteuse pour les dispositifs d'éclairage à semi-conducteurs."

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Lettres énergétiques ACS le 13 août, 2018. De plus, leur journal a été classé parmi les articles les plus lus du mois d'août en Lettres énergétiques ACS .