Сжатие перовскита улучшает его световые свойства

Автор: Canadian Light Source

Перовскит — восходящая звезда в материаловедении. Этот минерал является более дешёвой и эффективной альтернативой традиционным фотоэлектрическим материалам, таким как кремний, используемый в солнечных элементах. Новое исследование показало, что механическое давление может изменять и тонко настраивать структуру перовскита, что открывает новые возможности для его применения.

Используя синхротронное излучение Canadian Light Source (CLS) в Университете Саскачевана, команда учёных в реальном времени наблюдала, что происходит при «сжатии» особого типа перовскита между двумя алмазами. 2D гибридный перовскит состоит из чередующихся органических и неорганических слоёв. Доктор Ян Сун, профессор химии в Университете Западного Онтарио, поясняет, что именно взаимодействие между этими слоями определяет, как материал поглощает, излучает или управляет светом.

Исследователи обнаружили, что давление значительно увеличивает фотолюминесценцию материала, делая его ярче. По словам Суна, это открывает перспективы для использования в LED-освещении. Также наблюдалось плавное изменение цвета от зелёного к жёлтому и затем к красному. «Таким образом, можно настраивать цвет». Возможность наблюдать изменения материала в реальном времени с помощью синхротронного излучения была ключевой для исследования.

Одно из самых значительных изменений произошло при сильном сжатии перовскита: материал начал светиться иначе, что указывает на улучшение его световых свойств. Учёные также обнаружили, что материал сжимается неравномерно, а его внутренняя структура становится менее скрученной — в отличие от большинства аналогов, которые при сжатии, наоборот, скручиваются сильнее. Результаты исследования, проведённого совместно с Advanced Photon Source (APS) в Аргоннской национальной лаборатории (Чикаго), опубликованы в журнале Advanced Optical Materials.

Как отмечает Сун, исследование демонстрирует, что «оптические и электронные свойства перовскита можно настраивать и оптимизировать для широкого спектра устройств», включая светодиоды и фотоэлементы.

Полученные данные о влиянии давления на структуру перовскита, по словам учёного, дают «рецепт» для создания материалов с желаемыми свойствами. Эта информация будет ключевой при разработке следующего поколения перовскитов для различных применений.

Дополнительная информация: Aditya Kutty и др., Pressure‐Induced Structural and Optoelectronic Modulations in 2D Dion‐Jacobson Hybrid Lead Iodide Perovskites With a Rigid Spacer, Advanced Optical Materials (2025). DOI: 10.1002/adom.202500602

Источник: Canadian Light Source