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メチルアンモニウム鉛ハロゲン化物（MALH）は、ペロブスカイト構造の固体化合物で、化学式は[CH 3 NH 3 ] + Pb 2+ (X − ) 3（X = Cl、Br 、またはI）です。太陽電池、[2] 、レーザー、発光ダイオード、光検出器、放射線検出器、[3] [4]シンチレータ、[5]磁気光学データストレージ[6]、水素製造[7]などの用途が期待されています。
特性と合成
最初に合成された MALH はメチルアンモニウム誘導体[CH 3 NH 3 ]SnX 3と[CH 3 NH 3 ]PbX 3でした。エネルギー変換の分野でのその可能性は、数十年後まで認識されませんでした。[8] [CH 3 NH 3 ]PbX 3立方結晶構造 では、メチルアンモニウム陽イオン ( [CH 3 NH 3 ] + ) はPbX 6八面体に囲まれています。X イオンは固定されておらず、活性化エネルギー0.6 eV で結晶中を移動できます。移動は空孔支援です。[1]メチルアンモニウム陽イオンはケージ内で回転できます。室温では、イオンの CN 軸は単位格子の面方向に揃っており、分子は 3 ps の時間スケールで 6 つの面方向の別の方向にランダムに変化します。[9]
MALH の溶解度は温度の上昇とともに大幅に低下します。ジメチルホルムアミド中の[CH 3 NH 3 ]PbBr 3の場合、20 °C では 0.8 g/mL ですが、80 °C では 0.3 g/mL になります。この特性は、[CH 3 NH 3 ]XとPbX 2の粉末の混合物を前駆体として使用し、溶液から MALH 単結晶や膜を成長させる際に利用されます。成長速度は[CH 3 NH 3 ] PbI 3の場合 3～20 mm 3 /時間、 [CH 3 NH 3 ]PbBr 3結晶の場合 38 mm 3 /時間に達します。[7]
得られた結晶は準安定であり、室温まで冷却すると成長溶液に溶解する。これらの結晶のバンドギャップは、[CH 3 NH 3 ]PbBr 3 では 2.18 eV、[CH 3 NH 3 ]PbI 3 では 1.51 eV であり、キャリア移動度はそれぞれ24 cm 2 / ( V · s ) と 67 cm 2 /(V·s) である。 [ 7]これらの熱伝導率は非常に低く、 [CH 3 NH 3 ]PbI 3では室温で約 0.5 W/(K·m) である。[10]
[CH 3 NH 3 ]PbI 3
の熱分解により、ヨウ化メチル（CH 3 I）とアンモニア（NH 3 ）が生成される。[11] [12]
- [CH 3 NH 3 ]PbI 3 → PbI 2 + CH 3 I + NH 3
アプリケーション
MALHは、太陽電池、レーザー、[13]、 発光ダイオード、光検出器、放射線検出器、[4]、 シンチレーター[5]、水素製造[7]などの用途が考えられます。MALH太陽電池の電力変換効率は19%を超えています。[14] [15]
歴史的参照
- ウェーバー、ディーター (1978)。 「CH3NH3SnBrxI3-x (x = 0-3)、ein Sn(II)-System mit kubischer Perowskitstruktur / CH3NH3SnBrxI3-x (x = 0-3)、立方晶ペロブスカイト構造の Sn(II)-System」。Zeitschrift für Naturforschung B . 33 (8): 862–865。土井: 10.1515/znb-1978-0809。ISSN 1865-7117。
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参照
参考文献
ウィキメディア・コモンズには、メチルアンモニウム鉛ハロゲン化物に関連するメディアがあります。
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