vật liệu perovskite lai hữu cơ– vô cơ thông qua việc thay đổi thành phần các cấu tử
Phổ hấp thụ của các vật liệu cấu trúc perovskite tiêu biểu đã chế tạo được như CH3NH3PbI3, perovskite lai 2D/3D (5-AVA)x(MA)1-xPbI3, perovskite hỗn hợp đa thành phần là MA0,2FA0,7Cs0,1Pb(I0,83Br0,17)3 và perovskite kép Cs2SnI6 đã được nghiên cứu. Hình 3.22 trình bày phổ hấp thụ (a) và đường Tauc (b) của màng perovskite CH3NH3PbI3. Hình 3.23 trình bày phổ hấp thụ (a) và đường Tauc (b) của màng perovskite hỗn hợp đa thành phần MA0,2FA0,7Cs0,1Pb(I0,83Br0,17)3. Hình 3.24 trình bày phổ hấp thụ của màng vật liệu perovskite lai 2D/3D (5-AVA)x(MA)1-xPbI3 ủ nhiệt thông thường (TA) và ủ nhiệt trong hơi dung môi isopropanol (SA). Hình
3.25 trình bày phổ hấp thụ (a) và đường Tauc (b) của màng perovskite kép Cs2SnI6. Từ phổ hấp thụ ta nhận thấy các cation A hầu như không làm thay đổi đáng kể độ rộng vùng cấm của vật liệu, thì các đặc tính độ rộng vùng cấm của các hợp chất perovskite bị chi phối chủ yếu bởi liên kết vô cơ B-X trong cấu trúc tinh thể. Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy các vật liệu như perovskite CH3NH3PbI3, perovskite lai 2D/3D (5-AVA)x(MA)1-xPbI3, perovskite hỗn hợp đa thành phần là MA0,2FA0,7Cs0,1Pb(I0,83Br0,17)3 có khả năng hấp thụ mạnh trong vùng khả kiến bờ vùng hấp thụ nằm cuối vùng đỏ ~800 nm, thậm chí mở rộng ra vùng hồng ngoại gần (Cs2SnI6) ~ 970 nm.
Hình 3.22. Phổ hấp thụ (a) và đường Tauc (b) của màng perovskite CH3NH3PbI3.
Hình 3.23. Phổ hấp thụ (a) và đường Tauc (b) của màng perovskite hỗn hợp đa
Hình 3.24. Phổ hấp thụ của màng vật liệu perovskite lai 2D/3D
(5-AVA)x(MA)1-xPbI3 ủ nhiệt thông thường (TA) và ủ nhiệt trong hơi dung môi isopropanol (SA).
Hình 3.25. Phổ hấp thụ (a) và đường Tauc (b) của màng perovskite kép Cs2SnI6.
Từ đường Tauc tính toán từ phổ hấp thụ ta có thể xác định được độ rộng vùng cấm tương ứng phù hợp làm vật liệu thu năng lượng quang cho pin mặt trời. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy perovskite kép Cs2SnI6 có độ rộng vùng cấm 1,27 eV sẽ có tiềm năng làm pin mặt trời không Chì (Pb) thay thế thành
phần Chì (Pb) độc hại bằng thành phần thiếc thân thiện với môi trường hơn. Các kết quả nghiên cứu này đã được chúng tôi công bố trong bài báo trên tạp chí
Materials Research Express [116].
Bảng 3.4. Độ rộng vùng cấm của vật liệu perovskite phụ thuộc thành phần
của vật liệu perovskite
Vật liệu perovskite Độ rộng vùng cấm của vật
liệu perovskite
CH3NH3PbI3 1,53 eV
MA0,2FA0,7Cs0,1Pb(I0,83Br0,17)3 1,58 eV
(5-AVA)x(MA)1-xPbI3 1,57 eV
Cs2SnI6 1,27 eV