AgBiI4 como un absorbente solar libre de plomo con aplicación potencial en fotovoltaica

El polvo de AgBiI4, cristales y películas policristalinas fueron sintetizados mediante reacciones en estado sólido en tubos sellados, transporte de vapor químico (CVT) y procesamiento en solución, respectivamente, y se informan sus propiedades estructurales, ópticas y electrónicas. La estructura de AgBiI4 se basa de manera inequívoca en una subred de yoduro cúbicamente empaquetada, pero presenta un problema cristalográfico inusual: mostramos que la estructura reportada, un espinela cúbica con defectos, no se puede distinguir de una estructura en capas métrica cúbica análoga a CdCl2 utilizando cristalografía de rayos X de polvo o de cristal único. Además, demostramos la existencia de un polimorfo tipo CdCl2 no cúbico mediante la aislamiento de cristales únicos no gemelos. La banda prohibida óptica indirecta de AgBiI4 se mide en 1.63(1) eV, comparable a la banda prohibida indirecta de 1.69(1) eV medida para BiI3 y menor que la reportada para otros haluros de bismuto, sugiriendo que estructuras con una subred de yoduro cúbicamente empaquetada pueden ofrecer bandas prohibidas más estrechas que aquellas con estructuras de perovskita. Los estados en los bordes de banda se asemejan estrechamente a los de BiI3; sin embargo, la naturaleza tipo p de AgBiI4 con baja concentración de portadores es más similar a MAPbI3 que a BiI3 tipo n. AgBiI4 muestra buena estabilidad ante el espectro solar AM1.5 cuando se mantiene en un ambiente sellado y es térmicamente estable por debajo de 90 °C.