El desarrollo de materiales adecuados para su uso en dispositivos optoelectrónicos es actualmente un área de investigación muy activa. La búsqueda de materiales para su uso en elementos de conversión fotoeléctrica debe llevarse a cabo en paralelo con el desarrollo del proceso óptimo de formación de película para cada material, y esto puedetómese unos años para un solo material. Hasta ahora ha habido un equilibrio entre las propiedades electrónicas y la morfología del material. Los investigadores de la Universidad de Osaka han desarrollado un proceso de dos pasos que puede producir materiales con buenas propiedades morfológicas además de un excelente fotorresistorrendimiento. Sus hallazgos fueron publicados en el Revista de cartas de química física .
sulfuro de bismuto, Bi 2 S 3 , pertenece a una clase de materiales conocidos como calcogenuros metálicos, que muestran una promesa significativa debido a sus propiedades ópticas y electrónicas. Sin embargo, el rendimiento de Bi 2 S 3 los dispositivos fotorresponientes basados en la función dependen del método utilizado para procesar la película, y muchos de los enfoques informados se ven obstaculizados por la baja cristalinidad de la película. Incluso cuando se logra una alta cristalinidad, la naturaleza de los granos puede tener un efecto negativo en el rendimiento,por lo tanto, son deseables películas con baja rugosidad superficial y gran tamaño de grano.
"Buscamos en más de 200 materiales usando un método de detección único de ultra alta velocidad que puede evaluar el rendimiento, incluso cuando solo hay muestras en polvo disponibles", dice el autor del estudio, Akinori Saeki. "Encontramos ese sulfuro de bismuto, que es económicoy menos tóxico que los materiales convencionales de células solares inorgánicas, puede procesarse de una manera que no comprometa sus excelentes propiedades fotoeléctricas ".
La técnica utilizada produce una película en capas 2D en dos pasos de tratamiento; recubrimiento por rotación de la solución seguido de cristalización. El rendimiento de la respuesta fotográfica de la película resultante mostró mejoras de 6-100 veces en comparación con las películas preparadas usando otros métodos de procesamiento.Debido a la naturaleza no tóxica y abundante del bismuto y el azufre, se espera que los hallazgos influyan en el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos comerciales, incluidas las células solares.
"Demostramos una técnica de procesamiento fácil que no compromete el rendimiento del material", dice el autor principal Ryosuke Nishikubo. "Creemos que los semiconductores basados en bismuto procesables en solución son alternativas viables a las células solares inorgánicas disponibles comercialmente y son prometedores para el uso generalizado en el futuroEl hecho de que no sean tóxicos también los distingue de otros materiales optoelectrónicos alternativos, como las perovskitas de haluro de plomo ".
El procesamiento de materiales para aplicaciones de dispositivos sin comprometer sus propiedades electrónicas es importante para hacer que los materiales sean comercialmente relevantes. El proceso informado se ha utilizado para preparar con éxito otros semiconductores de sulfuro de metal como el sulfuro de plomo, lo que demuestra la versatilidad del enfoque.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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