Perovskiter har nyligen dykt upp som ett mycket lovande material för lågkostnadsproduktion av högeffektiva solceller. Särskilt, de så kallade organisk-oorganiska metallhalogenidperovskiterna är bland de mest spännande nya upptäckterna inom området solceller i. På mindre än fem år, forskare har lyckats öka energiomvandlingseffektiviteten för perovskitbaserade solceller från 4 till mer än 20 %. Verkligen, i det här avseendet, dessa relativa nykomlingar har redan gått om många alternativa solcellsmaterial, som rent ekologiska. Vidare, perovskiter är inte bara kapabla att absorbera ljus och omvandla det till elektricitet, de uppvisar också enastående egenskaper som ljussändare.
Nu är en grupp LMU-forskare ledda av Alexander Urban och Carlos Cardenas-Daw vid professor Jochen Feldmanns lärostol för fotonik och optoelektronik. har lyckats syntetisera perovskit nanokristaller i form av ultratunna nanoblodplättar vars emissionsegenskaper kan justeras genom att ändra deras tjocklek. De resulterande nanotrombocyterna är cirka 300 gånger tunnare än de perovskitfilmer som konventionellt används vid tillverkning av solceller. "Tromplättarna är så tunna att jag knappt trodde mina ögon när jag först såg dem i elektronmikroskopet, säger Jasmina Sichert, en doktorand vid Feldmanns avdelning och första författare till den nya studien.
Genom att systematiskt ändra den relativa koncentrationen av organiska katjoner som används i deras syntes, forskarna i München kunde få fram nanotrombocyter som var mindre än 1 nanometer tjocka, motsvarande en skiktad stapel höjden av några atomer. "Jag blev helt förvånad över att trots deras enorma yta, dessa blodplättar avgav en sådan intensiv blå luminescens, ", tillägger Alexander Urban. Faktum är att egenskaperna som dessa små partiklar uppvisar är oförklarliga i samband med klassisk fysik. De kan bara förklaras genom att åberopa kvantfysikens lagar, vilket bekräftas av teoretiska beräkningar utförda av teamet.
Dessutom, inte bara kunde blodplättar av varierande tjocklek produceras på ett kontrollerat sätt genom att modifiera betingelserna för deras syntes, dessa förändringar resulterade också i slående förändringar i deras optiska egenskaper:Faktum är att ljuset som sänds ut av perovskitenanoplättarna visade sig bero på deras tjocklek. Genom att lägga till lager till kristallgittret, forskarna kunde successivt ändra färgen på den emitterade fotoluminescensen från violett till blått och slutligen till grönt. "Vi hoppas nu kunna utöka avstämningsförmågan för strålningen som sänds ut av våra perovskit-nanokristaller över hela det synliga området och bortom. Detta skulle göra det möjligt att tillverka energieffektiva och ekonomiska lysdioder som utstrålar ljus av praktiskt taget vilken färg som helst, " säger Jochen Feldmann. Dessutom de nya nanotrombocyterna är idealiska för användning i laser.
