Aunque existen diferentes métodos de fabricación, la deposición en dos pasos es uno de los principales métodos experimentales que se utilizan ahora para producir PSC eficientes y estables, especialmente a escala industrial. El proceso primero implica la precipitación de yoduro de plomo (PbI2) y luego la adición de sales de haluro de cationes monovalentes como yoduro de metilamonio (MAI) y yoduro de formamidinio (FAI) para convertirlo en perovskita.

Aunque esta deposición en dos pasos es mejor que otras opciones, es difícil mantener un alto rendimiento repetible y estabilidad a largo plazo cuando se expande, principalmente debido a la falta de control. Proceso de manufactura. Por lo tanto, es esencial comprender el mecanismo subyacente a la cristalización de haluros de perovskita a nivel atómico.

En el artículo «un combinado». Dinámica molecular Y un estudio piloto de un proceso de dos pasos que permite la formación a baja temperatura de α-FAPbI3 puro, “los autores optaron por estudiar, para este propósito, la fabricación en dos pasos de plomo de metilamonio Yoduro (MAPbI3) y formamidinio Yoduro de plomo (FAPbI3).

Si bien el primero es un sistema bien pensado, se eligió el segundo debido a las características atractivas que incluyen la banda prohibida de 1,45 eV, el movimiento del portador de alta carga y la estabilidad térmica superior que se observa en el α-FAPbI3 polimórfico. Sin embargo, el problema con esta perovskita es que la fase α es inestable y que la transición de fase termodinámica requiere altas temperaturas de aproximadamente 150 ° C. El estudio empírico y teórico combinado publicado en la edición del 23 de abril de Avance de la ciencia, Reveló detalles microscópicos del proceso de cristalización, lo que llevó al descubrimiento de la vía de baja temperatura para fabricar el material.

Mientras que investigaciones experimentales anteriores sobre MAPbI3 revelaron que el proceso de dos pasos ocurre insertando cationes MA + en las capas de PbI2 seguido de la conversión a Perovskita A través de fases intermedias, los experimentos no pudieron resolver la naturaleza de estas fases intermedias o dilucidar el mecanismo atómico básico. Usando la Investigación de Dinámica Molecular (MD) basada en una técnica de muestreo mejorada llamada metadinámica (WTMetaD), el equipo encontró que esta transformación ocurre a través de una serie de mediadores. Los resultados teóricos estuvieron de acuerdo con los experimentos, lo que animó a los investigadores a investigar si un proceso similar también estaba detrás de la transformación α-FAPbI3. Comenzando con las simulaciones, descubrieron que un proceso de dos pasos es realmente posible a bajas temperaturas en este material. Una serie de rayos X in situ y experimentos de película fina confirmaron este resultado y permitieron la formación a baja temperatura de películas de α-FAPbI3 en metafase pura.

Proporcionado por el Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) MARVEL