Chemical Behavior and Local Structure of the Ruddlesden–Popper and Dion–Jacobson Alloyed Pb/Sn Bromide 2D Perovskites
Notice bibliographique
Résumé
The alloyed lead/tin (Pb/Sn) halide perovskites have gained significant attention in the development of tandem solar cells and other optoelectronic devices due to their widely tunable absorption edge. To gain a better understanding of the intriguing properties of Pb/Sn perovskites, such as their anomalous bandgap’s dependence on stoichiometry, it is important to deepen the understanding of their chemical behavior and local structure. Herein, we investigate a series of two-dimensional Ruddlesden–Popper (RP) and Dion–Jacobson (DJ) phase alloyed Pb/Sn bromide perovskites using butylammonium (BA) and 3-(aminomethyl)pyridinium (3AMPY) as the spacer cations: (BA) 2 (MA) n −1 Pb x Sn n – x Br 3 n +1 ( n = 1–3) and (3AMPY)(MA) n −1 Pb x Sn n – x Br 3 n +1 ( n = 1–3) through a solution-based approach. Our results show that the ratio and site preference of Pb/Sn atoms are influenced by the layer thickness ( n ) and spacer cations (A′), as determined by single-crystal X-ray diffraction. Solid-state 1 H, 119 Sn, and 207 Pb NMR spectroscopy analysis shows that the Pb atoms prefer the outer layers in n = 3 members: (BA) 2 (MA)Pb x Sn n – x Br 10 and (3AMPY)(MA)Pb x Sn n – x Br 10 . Layered 2D DJ alloyed Pb/Sn bromide perovskites (3AMPY)(MA) n −1 Pb x Sn n – x Br 3 n +1 ( n = 1–3) demonstrate much narrower optical band gaps, lower energy PL emission peaks, and longer carrier lifetimes compared to those of RP analogs. Density functional theory calculations suggest that Pb-rich alloys (Pb:Sn ∼4:1) for n = 1 compounds are thermodynamically favored over 50:50 (Pb:Sn ∼1:1) compositions. From grazing-incidence wide-angle X-ray scattering (GIWAXS), we see that films in the RP phase orient parallel to the substrate, whereas for DJ cases, random orientations are observed relative to the substrate.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».