Les pérovskites de Ruddlesden-Popper (RPP) bidimensionnelles (2D) de la forme PEA2Pb1-xSnxI4 peuvent être utilisées comme couche active accordable dans le photovoltaïque, comme couche de passivation pour le photovoltaïque à pérovskite 3D ou dans les diodes électroluminescentes. Ici, nous montrons un comportement de bande interdite non linéaire avec une teneur en Sn dans des RPP 2D en phase mixte. Les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité (avec et sans couplage spin-orbite) sont utilisés pour étudier les effets de l'ordre à courte distance de Pb et Sn dans les compositions PEA2Pb1–xSnxI4 avec x =0, 0,25, 0,5, 0,75, et 1. L'analyse de la densité partielle d'états montre que le décalage en énergie des états Pb 6s et Sn 5s dans le maximum de la bande de valence détermine la non-linéarité de la bande interdite, conduisant à un paramètre de courbure de 0,35 à 0,38 eV. Cette recherche fournit un aperçu critique pour la conception de futurs matériaux de pérovskite 2D en alliage métallique. Les positions de la discontinuité de la bande d'énergie accordable peuvent indiquer des transitions intrabande d'intérêt pour les ingénieurs de dispositifs. Crédit: Le Journal des lettres de chimie physique (2021). DOI :10.1021/acs.jpclett.0c03699
Une analyse innovante des matériaux bidimensionnels (2D) réalisée par des ingénieurs de l'Université de Surrey pourrait stimuler le développement de cellules solaires et de LED de nouvelle génération.
Les pérovskites tridimensionnelles se sont avérées des matériaux remarquablement efficaces pour les appareils à LED et les panneaux solaires au cours de la dernière décennie. Un problème clé avec ces matériaux, cependant, est leur stabilité, avec des performances de l'appareil diminuant plus rapidement que d'autres matériaux de pointe. La communauté des ingénieurs pense que la variante 2D des pérovskites pourrait apporter des réponses à ces problèmes de performances.
Dans une étude publiée dans le Journal des lettres de chimie physique , des chercheurs de l'Advanced Technology Institute (ATI) de Surrey expliquent comment améliorer les propriétés physiques de la pérovskite 2D appelée Ruddlesden-Popper.
L'étude a analysé les effets de la combinaison de plomb et d'étain à l'intérieur de la structure Ruddlesden-Popper pour réduire la quantité de plomb toxique. Cela permet également de régler des propriétés clés telles que les longueurs d'onde de la lumière que le matériau peut absorber ou émettre au niveau de l'appareil, améliorant ainsi les performances du photovoltaïque et des diodes électroluminescentes.
Cameron Underwood, auteur principal de la recherche et chercheur postdoctoral à l'ATI, mentionné:
« Il y a à juste titre beaucoup d'enthousiasme quant au potentiel des pérovskites 2D, car ils pourraient inspirer une révolution de la durabilité dans de nombreuses industries. Nous pensons que notre analyse du renforcement des performances de la pérovskite peut jouer un rôle dans l'amélioration de la stabilité de l'énergie solaire et des LED à faible coût."
Professeur Ravi Silva, auteur correspondant de la recherche et directeur de l'ATI, mentionné:
« Alors que nous nous éloignons des sources d'énergie fossiles pour des alternatives plus durables, nous commençons à voir des utilisations innovantes et révolutionnaires de matériaux tels que les pérovskites. L'Advanced Technology Institute se consacre à être une voix forte pour façonner un avenir plus vert et plus durable dans le domaine de l'électronique, et notre nouvelle analyse fait partie de cette discussion continue."
