Tvådimensionella (2D) Ruddlesden–Popper perovskites (RPP) av formen PEA2Pb1–xSnxI4 kan användas som det avstämbara aktiva lagret i solceller, som passiveringsskikt för 3D perovskite solceller eller i ljusemitterande dioder. Här, vi visar ett icke-linjärt bandgapbeteende med Sn-innehåll i blandad fas 2D RPP. Densitetsfunktionella teoriberäkningar (med och utan spin-omloppskoppling) används för att studera effekterna av kortdistansordningen av Pb och Sn i PEA2Pb1–xSnxI4-kompositioner med x =0, 0,25, 0,5, 0,75, och 1. Analys av den partiella tätheten av tillstånd visar att energimissanpassningen av Pb 6s och Sn 5s tillstånden i valensbandets maximum bestämmer olinjäriteten för bandgapet, vilket leder till en böjningsparameter på 0,35–0,38 eV. Denna forskning ger en kritisk insikt för utformningen av framtida metallegerade 2D-perovskitmaterial. Positionerna för det avstämbara energibandets diskontinuitet kan peka på övergångar inom bandet av intresse för anordningstekniker. Kreditera: The Journal of Physical Chemistry Letters (2021). DOI:10.1021/acs.jpclett.0c03699
En innovativ analys av tvådimensionella (2D) material från ingenjörer vid University of Surrey kan öka utvecklingen av nästa generations solceller och lysdioder.
Tredimensionella perovskiter har visat sig vara anmärkningsvärt framgångsrika material för LED-enheter och solpaneler under det senaste decenniet. En nyckelfråga med dessa material, dock, är deras stabilitet, med enhetens prestanda som minskar snabbare än andra toppmoderna material. Ingenjörssamfundet tror att 2D-varianten av perovskites kan ge svar på dessa prestandaproblem.
I en studie publicerad i Journal of Physical Chemistry Letters , forskare från Surreys Advanced Technology Institute (ATI) beskriver hur man kan förbättra de fysiska egenskaperna hos 2D-perovskit som kallas Ruddlesden-Popper.
Studien analyserade effekterna av att kombinera bly med tenn inuti Ruddlesden-Popper-strukturen för att minska den giftiga blymängden. Detta möjliggör också inställning av nyckelegenskaper som ljusets våglängder som materialet kan absorbera eller avge på enhetsnivå – vilket förbättrar prestandan hos solceller och lysdioder.
Cameron Underwood, huvudförfattare till forskningen och postdoktor vid ATI, sa:
"Det finns med rätta mycket spänning om potentialen hos 2D perovskites, eftersom de skulle kunna inspirera till en hållbarhetsrevolution i många branscher. Vi tror att vår analys av att stärka prestandan hos perovskite kan spela en roll för att förbättra stabiliteten hos lågkostnadssolenergi och lysdioder."
Professor Ravi Silva, motsvarande författare till forskningen och chef för ATI, sa:
"När vi avvänjar oss från fossila energikällor till mer hållbara alternativ, vi börjar se innovativa och banbrytande användningar av material som perovskites. Advanced Technology Institute är dedikerade till att vara en stark röst i att forma en grönare och mer hållbar framtid inom elektronik - och vår nya analys är en del av denna fortsatta diskussion."
