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Dipartimento di Fisica

 

 

 

 

 

Emissione di luce bianca ad alta efficienza da perovskiti doppie Cs2Na1−xAgxIn1−yBiyCl6 con Bi e Ag

Le perovskiti doppie possono emettere luce bianca con un’altissima efficienza, sono costituite da materiali non tossici e facilmente reperibili, con proprietà ottiche stabili e comportamenti altamente riproducibili. I risultati dello studio di questi materiali, pubblicati sulla rivista Journal of Mat. Chemistry C (Liu, F. et al., 2022), mostrano come l’efficienza di emissione sia correlata alla presenza di piccole quantità di Argento o Bismuto, a seconda del composto, e ha permesso di individuare delle composizioni ottimali. I risultati sono supportati da simulazioni con metodi ab initio e misure di spettroscopia ottica ultraveloce, che hanno permesso di individuare le condizioni in cui la formazione di self-trapped excitons (STE) è favorita, migliorando le prestazioni ottiche del materiale.

 

Misura diretta del rate di ricombinazione radiativo nelle perovskiti ibride

Una calibrazione accurata del setup per la misura della fotoluminescenza risolta in tempo (TRPL) ci ha permesso di effettuare per la prima volta una misura diretta del rate di ricombinazione radiativo dei portatori nelle perovskiti ibride. I risultati sorprendentemente mostrano come nei materiali analizzati questo valore sia molto inferiore al rate determinato indirettamente da fit dei profili di decadimento della luminescenza con rate equation di tipo ABC. I risultati, riportati nel lavoro A. Simbula et al. (2022), potrebbero aprire la strada a nuove strategie di ottimizzazione delle perovskiti come materiali per il fotovoltaico.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Spettroscopia tandem al femtosecondo su film sottili di perovskiti

Lo sviluppo di una tecnica tandem in cui si misurano il segnale di fotoluminescenza risolta in tempo (TRPL) e assorbimento transiente (TA) in una stessa regione di un film sottile, ci ha permesso di sondare con le due tecniche una regione in cui  la medesima densità di portatori iniettati. La abbiamo applicata a film sottili di perovskiti ibride sia 3D che 2D: la tecnica tandem ci ha consentito di stabilire un legame tra i tempi di vita della luminescenza e dell’assorbimento transiente, ottenendo importanti informazioni sulla dinamica dei portatori: il rapporto tra tempi di vita radiativi e non-radiativi non è compatibile con una presenza di eccitoni come portatori maggioritari. Da un’analisi approfondita delle evidenze sperimentali, riportate in A. Simbula et al. (2021), è emerso invece un comportamento compatibile con una presenza di eccitoni (responsabili dell’emissione) minoritari, il cui tempo di vita è governato da un equilibrio chimico con una popolazione maggioritaria di polaroni.

 

Perovskiti doppie senza piombo per sorgenti ad alta efficienza

Le perovskiti doppie sono ottenute con due diverse specie di cationi e hanno delle proprietà di emissione che dipendono fortemente da drogaggio con bismuto e argento, che manifestano una forte dipendenza del quantum yield di emissione (PLQY) dalla quantità di drogaggio (F. Liu et al. (2020)). 

 

Tesi disponibili

 

Hybrid perovskite solar cells

Femtosecond spectroscopy on thin films

Nanomaterials synthesis

Exploratory synthesis of halide perovskites

Characterization of materials for LED sources