Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Pemetaan lanskap perovskites anorganik halida berbasis Cesium – ScienceDaily


Ilmuwan di HZB telah mencetak dan mengeksplorasi komposisi berbeda dari perovskit halida berbasis cesium (CsPb (Brxsaya1 − x)3 (0 ≤ x ≤ 1)). Dalam kisaran suhu antara suhu kamar dan 300 Celcius, mereka mengamati transisi fase struktural yang mempengaruhi sifat elektronik. Studi ini memberikan metode cepat dan mudah untuk menilai komposisi baru bahan perovskit untuk mengidentifikasi kandidat untuk aplikasi dalam sel surya film tipis dan perangkat optoelektronik.

Hybrid halide perovskites (ABX3) telah meningkat hanya dalam beberapa tahun sebagai bahan baru yang sangat efisien untuk sel surya film tipis. A singkatan kation, baik molekul organik atau beberapa logam alkali, B adalah logam, paling sering Timbal (Pb) dan X adalah unsur halida seperti Bromida atau Iodida. Saat ini beberapa komposisi mencapai efisiensi konversi daya di atas 25%. Terlebih lagi, kebanyakan film tipis perovskit dapat dengan mudah diproses dari larutan pada suhu pemrosesan sedang, yang sangat ekonomis.

Efisiensi rekor dunia telah dicapai oleh molekul organik seperti metilamonium (MA) sebagai kation A dan Pb dan Yodium atau Bromida di situs lain. Tapi perovskit organik itu belum terlalu stabil. Perovskit anorganik dengan Cesium di situs A menjanjikan stabilitas yang lebih tinggi, tetapi senyawa sederhana seperti CsPbI3 atau CsPbBr3 tidak terlalu stabil atau tidak menyediakan properti elektronik yang diperlukan untuk aplikasi di sel surya atau perangkat optoelektronik lainnya.

Saat ini tim di HZB mendalami komposisi CsPb (Brxsaya1−x)3, yang menyediakan celah pita optik merdu antara 1,73 dan 2,37 eV. Hal ini membuat campuran ini sangat menarik untuk aplikasi sel surya multi-persimpangan, khususnya untuk perangkat tandem.

Untuk produksi mereka menggunakan metode yang baru dikembangkan untuk mencetak film tipis perovskit kombinatorial untuk menghasilkan variasi sistematis (CsPb (Brxsaya1−x)3 film tipis ke atas substrat. Untuk mencapai hal ini, dua kepala cetak diisi dengan CsPbBr2I atau CsPbI3 dan kemudian diprogram untuk mencetak jumlah tetesan cairan yang diperlukan ke media untuk membentuk film tipis dari komposisi yang diinginkan. Setelah anil pada 100 Celcius untuk mengeluarkan pelarut dan mengkristalkan sampel, mereka memperoleh garis-garis tipis dengan komposisi berbeda.

Dengan sumber sinar-X intensitas tinggi khusus, jet logam cair di lab LIMAX di HZB, struktur kristal film tipis dianalisis pada suhu yang berbeda, mulai dari suhu kamar hingga 300 Celcius. “Kami menemukan bahwa semua komposisi yang diselidiki berubah menjadi fase kubik perovskit pada suhu tinggi,” Hampus Näsström, mahasiswa PhD dan penulis pertama publikasi tersebut menjelaskan. Setelah pendinginan, semua sampel beralih ke fase perovskit terdistorsi tetragonal dan ortorombik metastabil, yang membuatnya sesuai untuk perangkat sel surya. “Ini telah terbukti menjadi kasus penggunaan yang ideal untuk XRD in-situ dengan sumber sinar-X kecemerlangan tinggi berbasis laboratorium,” Roland Mainz, kepala laboratorium LIMAX, menambahkan.

Karena suhu transisi ke fase yang diinginkan ditemukan menurun dengan meningkatnya kandungan bromida, ini akan memungkinkan suhu pemrosesan yang lebih rendah untuk sel surya perovskit anorganik.

“Minat dalam kelas baru bahan surya ini sangat besar, dan kemungkinan variasi komposisi mendekati tak terbatas. Karya ini menunjukkan cara memproduksi dan menilai secara sistematis berbagai komposisi,” kata Dr. Eva Unger, yang mengepalai Young Investigator Group Pembentukan dan Penskalaan Material Hibrid. Dr. Thomas Unold, kepala kelompok Penelitian Bahan Energi Kombinatorial setuju dan menyarankan bahwa “ini adalah contoh utama bagaimana pendekatan keluaran tinggi dalam penelitian dapat sangat mempercepat penemuan dan optimalisasi bahan dalam penelitian di masa mendatang.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Helmholtz Center Berlin untuk Material dan Energi. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney