Sintesi e caratterizzazione di nuove perovskiti ibride contenenti cationi organici ad elevata coniugazione per applicazioni optoelettroniche
Componente | Categoria |
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Andrea D'Annibale | Aggiungi Tutor di riferimento (Professore o Ricercatore afferente allo stesso Dipartimento del Proponente) |
Venanzio Raglione | Dottorando/Assegnista/Specializzando componente il gruppo di ricerca |
Le perovskiti ibride di piombo alogenuro sono composti cristallini di formula generale APbX3, in cui la specie A è costituita da un catione organico e la specie X è rappresentata generalmente dall'anione I-. Tali materiali hanno ricevuto, negli ultimi anni, notevole attenzione per via delle loro proprietà optoelettroniche: in particolare, il fatto di essere semiconduttori le rende promettenti come alternativa al silicio in celle fotovoltaiche di nuova generazione, con valori di efficienza di conversione fotovoltaica (PCE) raggiunta di oltre 25% in poco più di un decennio; esse risultano inoltre di grande interesse anche per la produzione di rivelatori di radiazioni e dispositivi in grado di emettere luce, come gli OLED. Tuttavia, la scarsa stabilità all'umidità e all'aria degli esempi più conosciuti e studiati di perovskiti, quali quella di metilammonio e quella di formammidinio, nonché la presenza di un elemento tossico come il piombo, pongono ancora seri ostacoli al loro impiego su larga scala. Obiettivo del presente progetto è dunque la sintesi di nuovi sistemi perovskitici caratterizzati dalla presenza, quali costituenti organici, di cationi ammonio quaternari a struttura estesamente coniugata: l'assenza di protoni acidi impedisce infatti che avvengano reazioni di idrolisi in presenza di umidità, andando ad agire sulla stabilità dei materiali, mentre la presenza di subunità aromatiche ed acetileniche ne migliora le caratteristiche di conduzione, portando in particolare a ridotti valori di band gap, utili al fine di migliorare le prestazioni dei dispositivi. Sarà inoltre interessante, una volta caratterizzate le perovskiti di piombo contenenti cationi organici di questo tipo, sintetizzare e studiare analoghi composti con il bismuto, elemento non tossico e tuttavia ancora poco impiegato nella preparazione di materiali ibridi a struttura perovskitica e non, al fine di migliorare anche l'impatto ambientale di un futuro impiego su larga scala di questi materiali.