Il y a une bonne dizaine d'années, les équipes de recherche ont découvert la classe des pérovskites aux halogénures semi-organiques, qui font maintenant une carrière rapide en tant que nouveaux matériaux pour les cellules solaires. Les semi-conducteurs mixtes organiques et inorganiques ont atteint des rendements de plus de 25 % en quelques années. Ils tirent leur nom de leur structure de base, qui est très similaire à celle de la pérovskite minérale (CaTiO 3 ), mais contient d'autres composants :anions halogénures, les cations plomb et les cations moléculaires organiques.

Dans le cas du composé le plus important de la classe, iodure de plomb méthylammonium CH 3 NH 3 PbI 3 (généralement abrégé en MAPI), qui a également été étudié ici, les cations moléculaires sont des cations méthylammonium et les anions sont des anions iodure. Bien que plus de 4000 publications sur les pérovskites aux halogénures soient parues en 2019 seulement, il n'a pas encore été possible de comprendre pleinement leur structure. Dans le cas de MAPI, cela a été attribué, entre autres, au fait qu'ils sont produits sous forme de films polycristallins à température élevée et il a été supposé que le maclage se produit lorsqu'ils sont refroidis à température ambiante.

La formation de jumeaux est complexe et peut modifier considérablement les propriétés du matériau. Il est donc passionnant d'étudier ce processus de plus près. "Nous avons maintenant cristallisé MAPI à température ambiante et analysé les cristaux ainsi formés avec la caméra Laue Falcon sur BER II, " dit le Dr Joachim Breternitz, HZB. Avec ses collègues Prof. Susan Schorr et Dr. Michael Tovar, il a pu déterminer à partir des données que les cristaux cultivés à température ambiante forment également des jumeaux. Cela donne un nouvel aperçu du processus de cristallisation et de croissance de MAPI. "Nos résultats indiquent que les noyaux de cristallisation ont une symétrie plus élevée que les cristaux en vrac, " explique Breternitz.

Avec ces idées, la synthèse des couches minces technologiquement importantes peut être spécifiquement optimisée.

La source de neutrons BER II a fourni des neutrons pour la recherche jusqu'à son arrêt programmé en décembre 2019. "C'était l'une de nos dernières expériences à FALCON sur BER II et j'espère que nous avons pu apporter des contributions utiles jusqu'au bout, " dit Breternitz.