perovskitbaserade

Perovskitbaserade material är en grupp kristallstrukturer som följer den så kallade perovskitformeln ABX3. Inom denna klass dominerar organometallhalide-perovskiter där A är ett litet kation, ofta formamidinium (FA+) eller methylammonium (MA+) eller cesium (Cs+); B är vanligtvis bly (Pb2+); och X är en halogen, oftast iodid (I−) eller bromid (Br−). Dessa föreningar kännetecknas av hög ljusabsorption, ett direkt bandgap och mycket goda carrier-diffusionslängder, vilket gör dem lätta att tillverka till tunna skikt med lösningsbearbetning.

Användningsområdena för perovskitbaserade material är framför allt inom energiomvandling och optoelektronik. De har lett till mycket effektiva solceller där arkitekturerna ofta är planar eller mesoporös; moderna labbprov uppvisar hög konverteringsverksamhet och snabb produktutveckling. Förutom solceller används de i ljusstyrda komponenter som ljusdioder, lasrar och fotodetektorer. För utvecklingen mot kommersiell användning undersöks även blandningar av halogener och katjoner samt tvådimensionella (2D) och blandade kation-/halogenidstrukturer för förbättrad stabilitet.

Stabilitet och miljö- och hälsorisker utgör centrala utmaningar. Fukt, syre och värme påverkar perovskitbaserade skikt över tid, och användningen av bly väcker toxikologiska frågor. Forskningen svarar med blandningar av katjoner (t.ex. Cs, FA, MA), blandade halogenider (I/Br), förstärkning av gränssnitt och kapsling samt utveckling av 2D/3D-hybrider och additivteknik för ökad hållbarhet och livslängd. Perovskitbaserade system fortsätter därmed att vara ett aktivt forskningsområde med breda tillämpningar i optoelektronik.