Hibrit fotoaktif perovskit ince filmlerin ilk kez güvenilir atomik çözünürlüklü görüntülerinin alınmasına izin veren yeni bir teknik geliştirildi. Bu görüntüler; güneş pili malzemelerinin performansını iyileştirmek için önemli etkilere sahiptir ve bu, teknolojik açıdan önemli malzemelerin anlaşılmasını genişletmiştir. Çalışma, 30 Ekim’de Science dergisinde “Metal halojenür perovskitin atomik ölçekli mikro yapısı” başlıklı yeni bir makale yayımlayan Oxford Üniversitesi ve Diamond Light Source’tan ortak bir ekip tarafından gerçekleştirildi.
Ekip, Oxford Üniversitesi Malzeme Departmanındaki ePSIC; (Elektron Fiziksel Bilim Görüntüleme Merkezi) E02 mikroskobunu ve ARM200 mikroskobunu kullanarak hibrit fotoaktif perovskit ince filmlerini atomik çözünürlükte görüntülemelerine olanak tanıyan yeni bir teknik geliştirdi. Bu, onlara atomik yapıları hakkında eşi görülmemiş bir içgörü ve diğer tekniklerle görünmeyen bilgiler sağladı.
Bu belirli perovskitlerin etkileyici performansının arkasındaki mekanizmalar henüz tam olarak anlaşılmamıştır, ancak muhtemelen kendilerine özgü olabilecek atomik seviye özelliklerine bağlıdırlar.
Makale, şimdi materyalleri görüntülemek için kullanılabilecek koşulların bir kombinasyonunu ve bu materyallerde daha önce hiç gözlemlenmemiş mikroskobik özelliklerin görüntülerini gözden geçiriyor. Ekip bunu devrim niteliğinde olarak nitelendiriyor; çünkü bilim insanlarının filmlerin yerel yapısının atomik hassasiyet ve doğrulukla tam olarak ne olduğunu incelemelerine izin veriyor. Bu teknik, diğer materyalleri incelemek için oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır, ancak fotoaktif perovskitlerin, özellikle bir elektron ışını altında dikkate değer ölçüde dengesiz doğası nedeniyle, bu şimdiye kadar hibrit perovskitler için mümkün olmamıştır.
“Protokolümüzü kullanarak, perovskit güneş pillerinin en az anlaşılan yönlerinden biri olan tane sınırlarının tam atomik doğasını tanımlayabildik ve aynı zamanda üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilecek yepyeni bir kristal kusurları yelpazesini tanımlayabildik. Güneş pili cihazlarının makroskobik performansı. Bu heyecan verici materyalleri anlama becerisinin bir sonraki seviyesini şimdi açtığımızı söyleyebilirsiniz. Bunun bu güneş pillerinin gelişimi için ne anlama geleceği konusunda henüz tam bir resme sahip değiliz. perovskit güneş pili malzemelerinin mikroskobik özellikleri hakkındaki soruları yanıtlamaya çalışırken artık eğitimli tahminler yerine kesin yanıtlar verebilecekler.Bu soruları yanıtlamak, alanı daha iyi performans gösteren güneş pillerine doğru yönlendirmede büyük bir adım olacak ve belki de, bir iklim felaketini önlemeye doğru, “diyor Dr. Rothmann.
Ekibin yeni tekniği; diğer tekniklerin çözemediği tane sınırlarının* ve diğer arayüzlerin tam yapısı gibi önemli özellikler de dahil olmak üzere, hibrit perovskitlerle ilgili tamamen yeni bir fenomeni gözlemlemelerini sağladı. Ek olarak, ekip; hibrit perovskitler için daha önce hiç düşünülmemiş ve diğer güneş pili malzemelerinde genel performansa çok zararlı olduğu bilinen bir dizi kristalografik kusur gözlemledi. Bu kusurların giderilmesi yüksek performans için önemli olacaktır, ancak şimdiye kadar varlıklarını güvenilir bir şekilde tanımlamak imkansızdı.
*Tane Sınırı: Metalik malzemelerin şekillendirme mekanizmalarının açıklanmasında kilit rol oynayan bir kavramdır. Metaller çok sayıda kristal yapıdan oluşmuşlardır. Meydana geldikleri bu kristal yapılar da tanelerden ve tane sınırı denilen yapılardan oluşmaktadır.
