Nu har ett team av forskare vid University of Washington och National Renewable Energy Laboratory (NREL) utvecklat en ny teknik för att spåra hur halogenatomer (som jod och klor) tävlar om att odla perovskitkristaller. Denna information kan hjälpa forskare att utforma nya strategier för att syntetisera högkvalitativa perovskitmaterial.
Lagets teknik, tidsbestämd röntgen fotoemission spektroskopi (TR-XPS), använder en röntgenstråle för att excitera elektroner i ett perovskitprov. Energin hos dessa elektroner kan sedan mätas för att identifiera de olika elementen som finns i provet. Genom att följa hur dessa element förändras över tiden kunde teamet spåra hur perovskitkristallen växer.
I sina experiment, de fann att jod och klor tävlar om att odla perovskitkristaller på olika sätt. Klor reagerar snabbare med bly för att bilda perovskit, men jod tar så småningom över och bildar en mer stabil perovskitkristall. Detta tyder på att en tvåstegssyntesprocess skulle kunna användas för att odla högkvalitativa perovskitkristaller, med klor som används i det första steget för att snabbt bilda en perovskitkärna och jod används i det andra steget för att stabilisera kristallstrukturen.
Teamets resultat kan hjälpa att förbättra syntesen av perovskitmaterial för en mängd olika tillämpningar. Perovskite solceller, till exempel, skulle kunna dra nytta av användningen av högkvalitativa perovskite kristaller som är mer effektiva för att omvandla solljus till elektricitet. Perovskite lysdioder (LED) kan också dra nytta av användningen av högkvalitativa perovskitkristaller som avger ljus mer effektivt.
Sammantaget ger detta arbete ett nytt verktyg för att studera tillväxten av perovskitkristaller och kan leda till utvecklingen av nya strategier för att syntetisera högkvalitativa perovskitmaterial för en mängd olika applikationer.
