Formamidiniumblyjodid är ett mycket bra material för solceller, men det är en utmaning att få fram en korrekt och stabil kristallstruktur. De metoder som hittills utvecklats har givit ganska dåliga resultat, men nu har forskarna löst det med hjälp av ett knivblad och en dopplösning.
Tredimensionella filmer som görs av formamidiniumblyjodid, som är ett så kallat perovskitmaterial med goda egenskaper för solceller, visar sig ofta resultera i en blandning mellan en fotoaktiv fas och en fotoinaktiv fas, där den senare är missgynnsam för solcellstillämpningar. Forskare vid University of Groningen i Nederländerna, under ledning av professor Maria Antonietta Loi, har därför arbetat med att hitta en lösning på problemet.
Efter att ha försökt olika strategier hittade doktoranden Sampson Adjokatse en metod som fungerade och som dessutom skulle kunna skalas upp till industriell produktion.
Han började med ett annat perovskitmaterial, där formamidiniummolekylerna ersatts med större 2-fenyletylammoniummolekyler, och spred sedan ut detta material som en tunn film.
- Man sprider i stort sett ut materialet på ett substrat med hjälp av ett knivblad, förklarar Sampson Adjokatse.
Bladet kan ställas in för att producera en jämn film med en tjocklek på omkring 500 nanometer, vilket skapar ett tvådimensionellt perovskitlager. Den tvådimensionella filmen används sedan som en mall för att producera en tredimensionell film av formamidiniumblyjodid.
För att få fram en tredimensionell film, där formamidiniummolekyler tar 2-fenyletylammoniummolekylernas plats, doppas den tvådimensionella filmen i en lösning innehållande formamidiniumjodid.
- Dessa filmer uppvisar mycket högre fotoluminescens än referensfilmer av formamidiniumblyjodid och har förbättrad stabilitet när de utsätts för ljus eller fukt. Det betyder att vi nu har en metod för produktion av filmer av hög kvalitet till perovskitsolceller med hjälp av en industriellt skalbar teknik, säger Maria Antonietta Loi.
