Stabilizzazione di perovskiti
fotovoltaiche attraverso intercalazione di
gas nobili ad alta pressione
Introduzione
Perché sostituire le celle fotovoltaiche a sicilio con le celle perovskitiche?
• meno costose, di più semplice produzione
Le perovskiti
Composizione ABX
3, la prima
studiata è l’ossido di titanio e calcio
CaTiO
3.
La perovskite ibrida studiata è lo
ioduro di metilammonio e piombo
Obiettivo: stabilizzazione della struttura
Problema:
Sensibilità della perovskite all’umidità graduale degradazione strutturale
Soluzione proposta:
Intercalazione di gas nobili all’interno della struttura ad alta pressione
Celle ad incudine di diamante (DAC)
Caratteristiche: -Durezza
-Trasparenza
-Ottime per esperimenti di alta
pressione (piccola area della punta del diamante, maggiore pressione)
Fotoluminescenza per misurare la pressione nella cella.
Pressure trasmitting medium (PTM)
Utilizzati due gas nobili con numero e
raggio atomico diversi:
•Argon (Z = 18; R
Ar= 0,71 Å);
•Neon (Z = 10; R
Ne= 0,38 Å).
Ruolo principale dei PTM passaggio da pressione uniassiale a pressione
idrostatica
Per pressioni sufficientemente elevate intercalazione del PTM
all’interno della struttura del cristallo
Cambio di struttura
Influenza del PTM sulle trasformazioni ad alta pressione.
Tetragonale a corpo centrale (Pseudo) cubica a corpo centrale Amorfa
Risultati
Incorporazione del neon nella struttura:
Gabbia inorganica
Residual Electronic Density
Struttura complessiva
Conclusioni
Determinazione transizioni strutturali del MAPBI3 a seguito di intercalazione di Ne e Ar in diversi regimi di alta pressione.
•Transizione da tetragonale a (pseudo) cubica a 0,1 GPa per il Ne e a 1 GPa per l’Ar; •Inizio amorfizzazione a 2 GPa per l’Ar e a 4 GPa per il Ne;
•Mentre nel caso dell’argon il sistema subisce totale amorfizzazione per P > 3,5 GPa, il neon permette di preservare parzialmente la componente cristallina fino a 20 GPa;
•Dopo la decompressione i gas nobili rimangono incorporati all’interno della struttura reticolare della perovskite.
