Un equipo de la Rice University y el Laboratorio Nacional de Los Álamos ha podido observar las propiedades electrónicas de las perovskitas a escala cuántica, e hizo descubrimientos que probablemente modifiquen el desarrollo de las células solares de perovskita.
En la actualidad, hay equipos de investigación de todo el mundo que trabajan con células solares y otros dispositivos electrónicos que utilizan materiales de perovskita. Por ello, el uso de medidas estandarizadas para documentar su comportamiento y rendimiento es un paso importante hacia nuevas mejoras.
En un artículo titulado “Ley de escala para excitones en pozos cuánticos de perovskita 2D”, publicado en la revista Nature Communications, un equipo dirigido por la Universidad Rice y el Laboratorio Nacional Los Álamos ha desarrollado una escala para determinar la energía de enlace de los excitones. Esta escala, según la Rice University, podría ayudar a los científicos a desarrollar nuevos materiales semiconductores.
“Comprender la naturaleza de los excitones y generar una ley de escalamiento general para la energía de unión del excitón es el primer paso fundamental requerido para el diseño de cualquier dispositivo optoelectrónico, como células solares, láseres o detectores”, afirma Aditya Mohite, próximo profesor asociado de ingeniería química y biomolecular en la Universidad de Rice.
Los materiales del estudio se sintetizaron en un laboratorio de la Universidad de Northwestern y se llevaron al laboratorio de la Universidad Rice donde se expusieron simultáneamente a temperaturas ultrabajas, campos magnéticos intensos y luz polarizada. Se logró con la herramienta de espectroscopia Rice Advanced Magnet with Broadband Optics (RAMBO).
Combinado con un modelo realizado por ordenador, la experimentación permitió a los investigadores crear una escala que predecía las energías de unión del excitón en perovskitas 2D o 3D de cualquier grosor.
“Este trabajo representa un resultado fundamental y no intuitivo donde determinamos un comportamiento de escalamiento universal para las energías de unión de excitones en las perovskitas híbridas 2D de Ruddlesden-Popper”, afirma Mohite. “Esta es una medida fundamental que ha permanecido esquiva durante varias décadas, pero su conocimiento es crítico antes del diseño de cualquier dispositivo optoelectrónico basado en esta clase de materiales y puede tener implicaciones en el futuro para el diseño, por ejemplo, del diodo láser de umbral cero y hetero-material multifuncional para optoelectrónica”.
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