Organiska-oorganiska hybridblyjodidperovskiter är allmänt erkända som mycket lovande fotovoltaiska (PV) material. Även om enastående PV-prestanda rapporteras kontinuerligt, Att manipulera dessa hybridperovskiter för extraordinära optoelektroniska egenskaper med en större inneboende strukturell stabilitet blir en växande uppmärksamhet. Den mjuka naturen hos organiska-oorganiska halogenidperovskiter gör deras gitter särskilt avstämbart för yttre stimuli såsom tryck, erbjuder ett effektivt sätt att modifiera deras struktur för extraordinära optoelektroniska egenskaper. Dock, dessa mjuka material har samtidigt en allmän egenskap att även ett mycket milt tryck kommer att leda till skadlig gallerförvrängning och försvaga den kritiska ljus-materia-interaktionen, vilket utlöser prestandaförsämringen.

En internationell forskargrupp ledd av forskare från Center for high pressure science and technology advanced research (HPSTAR) har rapporterat en omfattande högtrycksisotopstudie på hybridperovskiter. Till deras förvåning, de observerade att den tryckdrivna gallerstörningen avsevärt kan undertryckas via väteisotopeffekt, vilket är avgörande för bättre optiska och mekaniska egenskaper som tidigare var ouppnåeliga. Genom in situ neutron/synkrotronbaserad analys och optiska karakteriseringar, en anmärkningsvärd förbättring av fotoluminescens (PL) med tre gånger övertygas i deutererad CD ₃ ND ₃ PbI ₃ , som också visar mycket större strukturell robusthet med bibehållbar PL efter högtopptrycks kompression-dekompressionscykel.

Forskarna föreslog också en förståelse på atomnivå av den starka korrelationen mellan det organiska subgitteret och det oktaedriska ramverket av blyjodid och strukturell fotonik, där den mindre dynamiska CD ₃ ND ₃ ⁺ katjoner är avgörande för att upprätthålla den långväga kristallina ordningen genom steriska och Coulombiska interaktioner. Dessutom, resultatet av enhetsrelaterade undersökningar visar CD:n ₃ ND ₃ PbI ₃ -baserad solcell har jämförbar fotovoltaisk prestanda som en CH ₃ NH ₃ PbI ₃ -baserad enhet, men uppvisar betydligt långsammare nedbrytningsbeteende, representerar således ett paradigm genom att föreslå isotopfunktionaliserade perovskitmaterial för bättre material-by-design och mer stabil solcellsapplikation.