Ottimizzazione materiali ottenuti attraverso droganti e caratterizzazione avanzate dei materiali

Descrizione risultati raggiunti LA

Abbiamo sviluppato la sintesi colloidale di NCs core@shell@shell InAs@InP@ZnSe usando precursori meno tossici ed economici, mai impiegati prima per queste strutture. La shell di InP non confina gli eccitoni nel core di InAs, causando uno spostamento a lunghezze d’onda maggiori, utile in fotovoltaico. L’aggiunta della shell di ZnSe ha portato a NCs con emissione a ~1000 nm e resa quantica fino al 55%, un record. Ottimizzando la sintesi di InAs da TMS-As, abbiamo sostituito la dioctilammina con trioctilammina, ottenendo NCs privi di impurità ed ideali per fotodetectors.

Per i NCs CsPbBr3, l’aggiunta di cationi metallici esogeni ha aumentato la resa quantica da 37% a oltre 80% e migliorato la stabilità. Un nuovo legante a base di bromuro di trimetil(tetradecil)fosfonio (TTP-Br) ha migliorato la PLQY di CsPbBr3 da ~60% a oltre 90%, mantenendo elevata stabilità per settimane in aria.

Abbiamo sintetizzato dimeri eterostrutturali CsPbCl3-PbS usando Mn2+ per favorire la crescita di PbS e sopprimere fasi indesiderate, ottenendo emissione nel vicino infrarosso tramite trasferimento di carica. Scambi ionici hanno permesso di ottenere anche CsPbBr3-PbS e CsPbCl3/Cu2-xS.

Perovskiti 2D con triptamina (Tryp) sono state studiate, ottenendo cristalli Tryp2PbBr4 con emissione a 410 nm e struttura confermata da XRD e NMR.

Abbiamo esteso la sintesi a perovskiti doppie stratificate A2BB’X8 con cationi ammonici organici, mostrando potenziale per fotovoltaico, specialmente con ioduri.

NCs InAs@ZnSe sono stati integrati in LED con efficienza esterna del 13.3% e bassa tensione di accensione, grazie a una shell spessa che assicura buona passivazione.

LED basati su CsPbBr3 passivati con TTP-Br e con doppio HTL hanno raggiunto una EQE del 17.2%, con luminanza oltre 10.000 cd/m² e emissione verde saturata.

Un fotorivelatore UV planare con cristalli Tryp2PbBr4 ha mostrato risposta stabile a 385 nm, mentre un dispositivo verticale n-i-p ha mantenuto prestazioni dopo 600 s di irraggiamento.

Infine, una nuova doppia perovskite iodurata con spaziatori 2-fenossietilammonio (PhOE) ha mostrato elevata fotoconduttività, utile per applicazioni fotovoltaiche. Abbiamo sviluppato la sintesi colloidale di NCs core@shell@shell InAs@InP@ZnSe usando precursori meno tossici ed economici, mai impiegati prima per queste strutture. La shell di InP non confina gli eccitoni nel core di InAs, causando uno spostamento a lunghezze d’onda maggiori, utile in fotovoltaico. L’aggiunta della shell di ZnSe ha portato a NCs con emissione a ~1000 nm e resa quantica fino al 55%, un record. Ottimizzando la sintesi di InAs da TMS-As, abbiamo sostituito la dioctilammina con trioctilammina, ottenendo NCs privi di impurità ed ideali per fotodetectors.

Infine, una nuova doppia perovskite iodurata con spaziatori 2-fenossietilammonio (PhOE) ha mostrato elevata fotoconduttività, utile per applicazioni fotovoltaiche.

Risultati attesi nel POA

Possibile utilizzo di InAs@InP in pannelli fotovoltaici. Possibile utilizzo dei nanocristalli ad elevata stabilità per concentratori solari. Possibile utilizzo dei sali quaternari di fosfonio per aumentare efficienza delle celle solari tandem a base perovskite. In generale, i materiali ottenuti in questa LA e nella LA1.14 possono essere applicati per l’ottenimento di celle fotovoltaiche a basso costo ed alta efficienza