Химики получили аморфные и смешанные аморфно-кристаллические перовскитные пленки. Для этого они добавили в маточный раствор ацетат-ионы, тем самым снизив скорость кристаллизации, а скорость осаждения при этом увеличилась, поэтому вещества выпадают в осадок, не успевая закристаллизоваться.

Свойства полученных пленок заметно отличаются от кристаллических аналогов — например, они имеют смещенную запрещенную зону, поэтому солнечные батареи на их основе скорее всего будут отличаться эффективностью и условиями применения (правда, пока неизвестно, будут они лучше или хуже известных аналогов). Кроме того, смешанные фазы обладают сильно выраженными фотолюминесцентными свойствами, поэтому они могут найти применение в светоизлучающих диодах.

Статья опубликована в Advanced Functional Materials.

Солнечные батареи на основе свинецсодержащих перовскитов сравнительно просты в изготовлении, стабильны, а самое главное — показывают высокую эффективность. Для изготовления тонких перовскитных пленок не нужны высокие температуры и сложные промышленные условия. Перовскитные кристаллы относительно легко растут из растворов, а их состав легко варьировать для получения нужных свойств материала.

Несмотря на кристаллическую природу перовскитных материалов, а также на простоту и скорость выращивания кристаллов, ученые уже не первый раз замечают образование аморфной фазы. Например, описано образование аморфных наночастиц галогенидов свинца-метиламмония при введении горячего маточного раствора в толуол. Были также получены квантовые точки с аморфной оболочкой из бромида свинца-цезия. Более того, известен пример перехода кристаллического перовскита в аморфный при высоком давлении: при давлении около четырех гигапаскалей, бромид свинца-метиламмония перешел в аморфную форму. Переход оказался обратимым, и при снятии давления образец вернулся в кристаллическое состояние.

Механизм образования аморфных фаз в на первый взгляд кристаллических перовскитах до сих пор непонятен, хотя мог бы пригодиться. Аморфные формы перовскитов обладают интересным свойством: их фотолюминесценция гораздо интенсивнее, чем у кристаллических аналогов, а время жизни возбужденного состояния — в три раза больше. Но пока что из-за невозможности получить полностью аморфный образец при нормальных условиях применение перовскитов в оптоэлектронике сильно ограничено.

Группе ученых под руководством Эрика Гарнетта (Erik Garnett) из Амстердамского университета удалось получить аморфные пленки перовскита.