Inicio > Prensa > Una estrategia universal de polvo a polvo con asistente de HCl para preparar perovskitas sin plomo
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| un diagrama de funcionamiento de la estrategia HAAPP; b Fotografías digitales de la muestra en cada paso; c Descripción del mecanismo sobre los procesos de crecimiento de la estrategia HAAPP; d Modelo de LaMer para la descripción de los procesos de crecimiento de cristales; Fotografías digitales de las muestras e una vez que se agregó HCl concentrado yf después de agitar durante ~5 min; g Comparación de productos con (izquierda) y sin (derecha) radiación UV durante la síntesis; Fotografías digitales de los productos obtenidos por preparación en masa bajo luz ambiente h y luz UV i 365 nm CRÉDITO por Huanxin Yang, Xiangxiang Chen, Yiyue Chu, Changjiu Sun, Haolin Lu, Mingjian Yuan, Yuhai Zhang, Guankui Long, Libing Zhang y Xiyan Li |
Abstracto:
En los últimos años, los materiales de perovskita sin plomo, representados por Cs2NaInCl6, han logrado un rápido avance en el rendimiento cuántico luminoso de cero a casi la unidad mediante esquemas de aleación de Ag/Na e In/Bi. Gracias al excitón autoatrapador, Cs2Na1-xAgxIn1-yBiyCl6 generalmente exhibe un comportamiento de luminiscencia agradable a la vista de cobertura total del espectro visible, por lo que atrae la atención de las personas. Además, la emisión de luz blanca cálida de un solo componente evita el problema de la reabsorción de luz entre múltiples componentes, que es fácil que ocurra en los esquemas anteriores de “azul + amarillo” o “azul + verde + rojo”. Estas notables características hacen que las perovskitas sin plomo sean muy útiles comercialmente en escenarios como iluminación LED o tableros traseros de luz blanca LCD.
Una estrategia universal de polvo a polvo con asistente de HCl para preparar perovskitas sin plomo
Changchún, China | Publicado el 24 de marzo de 2023
Sobre la base del notable rendimiento cuántico luminoso, es un requisito previo para la comercialización buscar una estrategia de síntesis que pueda lograr simultáneamente múltiples condiciones ideales, como producción en masa, velocidad de reacción rápida, respeto por el medio ambiente, bajo costo y sin calor ni presión. etc. Los métodos hidrotérmicos y de reacción de estado sólido a alta temperatura tradicionales generalmente muestran una temperatura de reacción alta (o presión alta) y un costo de tiempo de escala horaria inseguros. Por el contrario, el método de recristalización basado en la reacción en fase líquida generalmente exhibe un crecimiento de nucleación más rápido. Desafortunadamente, está limitado por la solubilidad de las materias primas (como las fuentes de Ag, etc.), lo que puede conducir a una gran cantidad de consumo de solvente, lo que aumenta el costo de preparación. Por lo tanto, explorar una estrategia sintética que pueda cumplir con los requisitos anteriores se ha convertido en uno de los problemas difíciles para realizar la comercialización de materiales de perovskita sin plomo.
En un nuevo artículo publicado en Light: Science & Applications, un equipo de científicos, dirigido por el profesor Xiyan Li de la Universidad de Nankai y sus colaboradores, propusieron una estrategia HAAPP universal para la preparación rápida y masiva de microcristales de perovskita sin plomo. Curiosamente, ignoraron la solubilidad y prepararon microcristales dobles de perovskita de 1 mmol usando solo 1-2 ml de HCl concentrado. La nueva estrategia HAAPP podría lograr los objetivos de industrialización de rendimiento térmico, sin presión, ecológico, de corto plazo, de bajo costo y alto rendimiento del producto (~ 90%), simultáneamente. Además de Cs2Na1-xAgxIn1-yBiyCl6, la estrategia HAAPP propuesta se puede usar para preparar otras perovskitas sin plomo con diferentes estructuras, como Cs2ZrCl6, CsMnCl3, Cs4MnBi2Cl12 y Cs2InCl5·H2O, etc. Más interesante aún, esta estrategia se puede extender aún más. a perovskitas basadas en Br o I, como Cs2AgBiBr6 o Cs3Bi2I9. Se espera que la estrategia HAAPP con amplia aplicabilidad proporcione una referencia confiable para la preparación futura de nuevos materiales. Estos científicos resumen la estrategia HAAPP:
“Diseñamos la estrategia HAAPP con tres propósitos en uno: (1) proporcionar un esquema rápido de producción en masa para la industrialización de materiales de perovskita sin plomo; (2) proporcionar un método seguro, confiable y ampliamente respaldado para la investigación científica; (3) proporcionar una nueva línea de pensamiento sobre la comprensión del mecanismo de los métodos hidrotermales y de recristalización convencionales”.
“En nuestra estrategia HAAPP, la cristalización continua acompaña la liberación gradual de iones libres de materias primas con baja solubilidad, promoviendo el equilibrio químico de la reacción reversible en la dirección de los iones libres de forma continua hasta agotar las materias primas. Esta transición única de polvo a polvo proporcionará un nuevo tren de pensamiento sobre la comprensión del mecanismo del método de recristalización convencional, es decir, la disolución completa de las materias primas no parece estrictamente necesaria”.
“El ácido clorhídrico concentrado, como único solvente utilizado, exhibe múltiples funciones en nuestra estrategia HAAPP, las cuales se resumen a continuación:
1) Proporcionar un entorno de estado líquido para una reacción rápida;
2) Proporcionar una baja solubilidad de los productos para mejorar el rendimiento químico;
3) Mejorar la eficiencia de luminiscencia por pasivación de aniones;
4) Guíe la dirección de crecimiento del producto para garantizar la fase pura de los productos.
La estrategia HAAPP propuesta en este documento puede cumplir simultáneamente con las condiciones de preparación ideales de producción en masa, respuesta rápida, respeto por el medio ambiente, bajo costo, sin temperatura ni presión, etc., lo que proporciona una base de industrialización para la aplicación de perovskita sin plomo. en iluminación LEDs o placa de retroiluminación LCD. El dopaje de varios iones para la regulación luminosa también indica que se espera que la estrategia HAAPP se convierta en otro nuevo esquema de preparación después de los métodos de estado sólido, hidrotermal y de recristalización. Además, el mecanismo de inducción de la reacción y el resumen de las funciones del HCl proporcionarán una poderosa referencia para el análisis del proceso de crecimiento específico del método hidrotermal”. Los científicos pronostican.
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