Ingekapselde single-unit-cell brede Cs3PbIIbr5 halogenide perovskietstructuur afgeleid van CsPbBr3. a) HAADF-afbeelding van CsXPbBr5 nanodraad afgebeeld in een SWCNT van ≈1,4 nm, muren aangegeven met pijlen. Vergroot detail met 15 pixel brede gebieden aangegeven (IX). b,c) Profielen I, III, V, VII en IX vanaf CsX–Br–CsX’ (x, x′ = 1 of 2) lagen en II, IV, VI en VIII van Br–PbBr2–Br lagen. Afwisselende C’s2 kolommen in CsX–Br–CsX’ lagen aangegeven door zwarte sterretjes met één overtollige C’s2 kolom (rood sterretje) aangegeven. d) DFT geoptimaliseerd [Cs4PbBr5]+ nanodraad (100% Cs bezetting) in een (10,10) SWCNT end-on en side-on bekeken met de ABX3 eenheidscel bedekt. e) DFT-geoptimaliseerde Cs3PbIIbr5 nanodraad (75% Cs-bezetting) gevormd door een vierde van de Cs-atomen te verwijderen. Deze vorm met de laagste energie (Figuur S3a-c, Ondersteunende informatie) heeft afwisselende C’s2 kolommen en systematische PbBr6 octaëdrische kanteling. f, g) TDS STEM-simulaties van geoptimaliseerd [Cs4PbIIBr5]+ en Cs3PbIIbr5 structuren. h,l) Gesimuleerde lijnprofielen via CsX–Br–CsX’ en Br-PbBr2–Br lagen zoals aangegeven in (f) en (g). Credit: Geavanceerde materialen (2022). DOI: 10.1002/adma.202208575
Kleine materialen die honderdduizend keer kleiner zijn dan de breedte van een haarlok kunnen worden gebruikt om de zonneceltechnologie te verbeteren.
Een studie gepubliceerd deze maand in Geavanceerde materialen laat zien dat materialen zo klein als 1,2 nanometer kunnen functioneren in zonnecellen, die energie van de zon oogsten. De anorganische halogenidematerialen zijn gevormd in koolstofnanobuisjes, kleine buisjes gevormd uit koolstofatomen.
De ontdekking van zulke kleine nanodraden kan mogelijk leiden tot nieuwe eigenschappen en toepassingen van dit soort duurzame energie.
Onderzoekers van de Universiteit van Warwick, Oxford Materials en SuperSTEM, een Brits nationaal centrum voor elektronenmicroscopie, onthulden de absolute minimumlimiet waarbij halogenide-perovskietachtige structuren kunnen worden geproduceerd als vrijstaande materialen in koolstofnanobuisjes. Halide-perovskieten hebben vergelijkbare structuren als calciumtitanaat en worden vaak gebruikt in zonnepanelen en lichtemitterende diodes (LED’s).
Dr. Jeremy Sloan, van Warwick’s Department of Physics zei: “In tegenstelling tot grote ‘bulk’ halogenide perovskieten, laten we zien dat veel kleinere ‘picoscale’ halogenide perovskietstructuren slechts een enkele eenheidscel of zelfs slechts een kwart van een eenheidscel in kruislingse structuren vormen. sectie kan worden ingekapseld in koolstofnanobuisjes met een diameter tussen 1,2 en 1,6 nm.
“Onze studie toont opmerkelijk vergelijkbare resultaten als een publicatie in Tijdschrift van de American Chemical Society (JACS) door onderzoekers van de Universiteit van Berkeley, die de mogelijke toepassingen van deze kleine materialen in zonnecellen verder benadrukken.
“De bredere implicaties van deze studies zullen helpen om de opmerkelijke opto-elektronische kenmerken van halogenide-perovskieten uit te breiden tot subnanometer- of zelfs picoschaaldimensies.”
Meer informatie:
Reza J. Kashtiban et al, Picoperovskites: de kleinst denkbare geïsoleerde halogenide-perovskietstructuren gevormd in koolstofnanobuisjes, Geavanceerde materialen (2022). DOI: 10.1002/adma.202208575
Tijdschrift informatie:
Geavanceerde materialen
Aangeboden door de Universiteit van Warwick
