Vandstabil perovskitprøve under syntetisk tilstand, som udviser cyangrøn farve i basismedier under syntese under UV-lys. Kredit:UNIST
Forskere i Sydkorea har præsenteret en nem og omkostningseffektiv syntetisk metode, i stand til at stabilisere perovskitter uden tilsætning af fremmede belægningsmaterialer i vandige medier.
Helt uorganiske perovskitter, kendt som CsPbX 3 (X =Cl/Br/I) blev først opdaget af Wells i 1893 og hybridperovskiter eller CH 3 NH 3 PbX 3 blev opdaget i 1978 af Weber. Selvom disse materialer har været essensen af materialeforskningssamfundet, især i solceller, faststof lysemitterende dioder, og mange flere optoelektroniske enheder, deres praktiske anvendelse er blevet forhindret på grund af deres ustabilitet i vandigt miljø.
For at stabilisere disse perovskitter, flere metaloxider såsom SiO 2 , Al 2 O 3 , og Ta 2 O 5 er blevet brugt til at belægge disse materialer. Men disse metoder giver ikke langsigtet stabilitet. Til kommercialisering af enhver enhed, det skal bemærkes, at enhederne skal være stabile op til få år. På nuværende tidspunkt der er ingen metoder, der kan stabilisere perovskitten i mere end et år i neutralt vand.
En nylig undersøgelse, tilknyttet UNIST har præsenteret en nem, let, og omkostningseffektiv syntetisk metode, i stand til at stabilisere perovskitter uden tilsætning af fremmede belægningsmaterialer i vandige medier. Forskerholdet forestiller sig, at deres nye syntetiske tilgang vil åbne et nyt forskningsområde for perovskitmaterialer.
Dette gennembrud er blevet ledet af den fremtrædende professor Kwang Soo Kim fra School of Energy and Chemical Engineering ved UNIST. Forskerholdet forestiller sig, at deres nye syntetiske tilgang vil åbne et nyt forskningsområde for perovskitmaterialer.
"Perovskites har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed fra forskere verden over på grund af deres høje effektivitet og lave omkostninger, ", siger den ærede professor Kim. "Ved at løse de mangeårige problemer for dens praktiske anvendelse i vandigt miljø, vores enkle syntetiske rute vil blive brugt til forskellige applikationer inden for optoelektronik, biomedicinsk videnskab, og katalyse."
Skematisk billede, der viser Lewis base vapor diffusion (LBVD) metoden. Det lille indre hætteglas indeholder et halogenidsyre-metalhalogenid-prækursorsalt, mens det store ydre hætteglas indeholder methylamin (MAm) opløsning. MAm fordamper og går ind i det lille hætteglas. Blå kugler indikerer MAm-dampen, og den grønne stang angiver den vandstabile perovskit. Kredit:UNIST
APbX's magiske ydeevne 3 (A =organisk ammonium eller uorganisk kation, X =halogenid anion) perovskit ligger i sin specielle form for struktur, hvor blykationer og ammoniumkationer er i en 6-fold og 12-fold cuboctahedral koordination, henholdsvis og dermed perovskites materialer består af uendeligt antal oktaedriske lag forbundet med hjørnerne af oktaeder.
I undersøgelsen, Den fremtrædende professor Kim og Dr. Jana udviklede en ny syntetisk metode til at omdanne få ydre oktaedriske lag til Pb(OH) 2 for at beskytte de resterende indvendige lag mod vand. Takket være Pb(OH) 2 som er uopløseligt i vand. Ved at kontrollere det perifere lag af oktaedrisk perovskit geometri, forskerholdet syntetiserede reproducerbart en række stavformede fluorescerende hybridperovskitter i både sure og basiske medier ved omgivende betingelser i stor skala uden afdækning af ligander. Båndgabet kan indstilles fra det røde til himmelblå område med skarp emission. Blybromidperovskitterne er stabile i mere end 6 måneder i vand uden strukturelle ændringer.
"Alle de væsentlige teknologier, der hjælper vores samfund til at fungere korrekt, er baseret på højtydende halvledere, såsom Si-baserede solceller. Men perovskitmaterialer har det fulde potentiale til at erstatte Si-baserede enheder, som er meget dyre, " siger Dr. Jana fra School of Energy and Chemical Engineering ved UNIST, undersøgelsens første forfatter. "Da vores nye syntetiske metode er yderst omkostningseffektiv, det vil reducere prisen på perovskite-solcelle-enheder og andre optoelektroniske enheder, som kunne være let tilgængelig for økonomisk tilbagestående lande."
Han tilføjer, "Ud over, den vandstabile perovskit vil blive brugt i alle de områder, hvor vand er uundgåeligt valg til en bestemt undersøgelse."
"Vi tror på, at vores grundlæggende og innovative resultater vil hjælpe solcellesamfundet med at fremstille perovskit-solceller, som ville være stabile i vand, " siger den ærede professor Kim. den lyse fluorescerende intensitet af bromid- og chloridbaserede perovskitter i vand er meget lovende for faststof-lynanordninger."
Resultaterne af denne forskning er blevet offentliggjort i ACS Energibreve den 13. august, 2018. Derudover deres papir er blevet listet blandt de mest læste artikler for august måned i ACS Energibreve .
Sidste artikelVideo:Hvorfor flamingoer er sejere, end du tror
Næste artikelEnheden binder metal og plastik på få sekunder