Aujourd'hui, une équipe de chercheurs de l'Université de Washington et du National Renewable Energy Laboratory (NREL) a développé une nouvelle technique permettant de suivre la manière dont les atomes d'halogènes (tels que l'iode et le chlore) entrent en compétition pour produire des cristaux de pérovskite. Ces informations pourraient aider les chercheurs à concevoir de nouvelles stratégies de synthèse de matériaux pérovskites de haute qualité.
La technique de l'équipe, résolue dans le temps Rayons X photoémission spectroscopie (TR-XPS), utilise un faisceau de rayons X pour exciter les électrons dans un échantillon de pérovskite. L’énergie de ces électrons peut alors être mesurée pour identifier les différents éléments présents dans l’échantillon. En suivant l’évolution de ces éléments au fil du temps, l’équipe a pu suivre la croissance du cristal de pérovskite.
Dans leurs expériences, ils ont découvert que l'iode et le chlore entrent en compétition pour faire croître les cristaux de pérovskite de différentes manières. Le chlore réagit plus rapidement avec le plomb pour former de la pérovskite, mais l'iode finit par prendre le relais et forme un cristal de pérovskite plus stable. Cela suggère qu'un processus de synthèse en deux étapes pourrait être utilisé pour produire des cristaux de pérovskite de haute qualité, le chlore étant utilisé dans la première étape pour former rapidement un noyau de pérovskite et l'iode dans la deuxième étape pour stabiliser la structure cristalline.
Les conclusions de l'équipe pourraient aider pour améliorer la synthèse de matériaux pérovskites pour une variété d'applications. Les cellules solaires à pérovskite, par exemple, pourraient bénéficier de l’utilisation de cristaux de pérovskite de haute qualité, plus efficaces pour convertir la lumière du soleil en électricité. Les diodes électroluminescentes (DEL) à pérovskite pourraient également bénéficier de l’utilisation de cristaux de pérovskite de haute qualité qui émettent de la lumière plus efficacement.
Dans l'ensemble, ce travail fournit un nouvel outil pour étudier la croissance des cristaux de pérovskite et pourrait conduire au développement de nouvelles stratégies de synthèse de matériaux pérovskites de haute qualité pour diverses applications.
