Síntesis, caracterización, estudios electrónicos y de estabilidad de perovskitas híbridas con amina aromática y alifática

La estabilidad y las propiedades electrónicas de las perovskitas híbridas de baja dimensionalidad son de gran relevancia en el diseño de materiales para aplicaciones optoelectrónicas, como celdas solares. Estos materiales destacan por su alta eficiencia de conversión energética y su capacidad para ajustar propiedades electrónicas como el band gap mediante la sustitución del halógeno. Sin embargo, su baja estabilidad frente a condiciones ambientales, como humedad y calor, limita su implementación, subrayando la importanciade desarrollar estrategias para mejorar su rendimiento y durabilidad. En este trabajo se sintetizaron perovskitas híbridas de baja dimensionalidad (2D y 1D), utilizando 2-aminopirazina (AP) como catión orgánico aromático y bromuro de cetiltrimetilamonio (C16) como catión alifático, además de cloro y bromo como halógenos. Las propiedades estructurales y térmicas de las perovskitas se evaluaron mediante difracción de rayos X de polvo y análisis térmico (TGA y DSC), mientras que las propiedades electrónicas se analizaron a través de espectroscopía de reflectancia difusa y cálculos de teoría del funcional de la densidad (DFT) utilizando el software VASP. Los resultados indicaron que las perovskitas con C16 presentaron una notable estabilidad térmica y estructural, con temperaturas de descomposición de 227°C a 232°C y resistencia frente a la humedad durante dos semanas, gracias a la naturaleza hidrofóbica de la cadena alifática. Por el contrario, las perovskitas con AP se degradaron más rapidamente y a temperaturas más bajas, entre 127°C y 153°C. En cuanto a las propiedades electrónicas, se observó que la sustitución de Cl por Br disminuyó el band gap, debido a una mayor superposición orbital Pb-X-Pb. Finalmente, los cálculos de densidad de estados (DOS) confirmaron que los orbitales del halógeno influyen principalmente en las bandas de valencia, mientras que los orbitales del catión orgánico afectan las bandas de conducción.

• Autores: Tabares Numpaque, Laurenth Gabriela
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2024
• Institución: Universidad de los Andes
• Repositorio: Séneca: repositorio Uniandes
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/75559
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/1992/75559
• Palabra clave: Perovskitas; Bromuro de cetiltrimetilamonio; 2-aminopirazina; Química
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