Síntese e propriedades físicas de perovskitas de haleto 0D e 2D

Resumo

As perovskitas 3D híbridas de haleto orgânica-inorgânica ABX3 tem atraído grande atenção devido ao seu excelente desempenho fotovoltaico e propriedades optoeletrônicas. O ajuste de suas propriedades eletrônicas e cristalinas e da condutividade fotoelétrica está no centro da idealização de novos materiais, novas funcionalidades e/ou melhoria da eficiência dos dispositivos optoeletrônicos. As propriedades físicas importantes incluem energia de band gap ajustáveis, baixa energia de ligação de éxcitons, alto coeficientes de absorção em todo o espectro solar visível, longo comprimento de difusão elétron-buraco, levando a separação/coleta de carga eficiente e, alta tolerância a defeitos. De fato, as células solares de perovskita apresentam alta eficiência para converter energia solar em eletricidade, com uma eficiência de conversão de energia (PCE) superior a 25%. No entanto, apesar do grande progresso na eficiência, as principais desvantagens das perovskitas híbridas de haleto são a instabilidade sob condições ambientais e a toxidade do chumbo. Comparada com a perovskita 3D convencional ABX3, a família de baixa dimensionalidade exibe melhor estabilidade e maior versatilidade nas composições e estruturas eletrônica e cristalina. Neste projeto, pretendemos obter um melhor entendimento sobre a síntese, propriedades químicas e físicas da família 0D A4BX6 e perovskitas 2D orgânica-inorgânica com fórmula geral (OM)2An-1BnX3n+1 (n = 1, 2, 3, 4...), onde OM são moléculas orgânicas, A é um cátion monovalente, B é um cátion de um metal divalente, X é um ânion de haleto e n representa o número de camadas de octaedros [BX6]4-. A variação da dimensionalidade do cátion orgânico e do número de camadas na estrutura 2D pode levar à mudança da estrutura cristalina e propriedades químicas e físicas, que oferecem uma ampla oportunidade para descobertas de novos materiais e fenômenos físicos, além de novas aplicações tecnológicas. Pretendemos estudar as propriedades eletrônicas e ópticas dessas perovskitas de baixa dimensionalidade isoladas e, também, depositadas em cima de filmes de perovskitas 3D. Esta é uma abordagem eficaz para obter mais conhecimento e ideias para projetar novos dispositivos de perovskita. Neste cenário, as perovskitas 2D serão usadas como uma camada protetora para a perovskita 3D em dispositivos de células solares para melhorar a eficiência e estabilidade. (AU)