Les études sur la pérovskite tombent sous le coup d’une analyse XPS « inconsciemment inappropriée »
Selon une équipe en Chine, un nombre notable de chercheurs abusent de la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS) lors de l’analyse des cellules solaires à pérovskite.
Les cellules solaires à pérovskite sont sensibles à la dégradation de l’environnement, de nombreuses équipes de recherche étudient comment limiter cela en utilisant des stratégies de passivation de surface. Les 10 dernières années ont vu une augmentation rapide des études portant à la fois sur les cellules solaires à pérovskite et la spectroscopie photoélectronique à rayons X dans le cadre de ces efforts. Mais « à mesure que le nombre de publications augmente, de nombreux chercheurs négligent les principes fondamentaux de cette technologie (XPS) », déclare Chi Li de l’Institut de recherche sur la structure de la matière du Fujian.. Pour souligner ces préoccupations, Li et ses collègues ont analysé la littérature sur les pérovskites aux halogénures de plomb pour obtenir une image plus claire de ce qu’ils décrivent comme une « analyse XPS inconsciemment inappropriée ».
Leur analyse a identifié quatre problèmes principaux : mauvaise interprétation des déplacements chimiques dans les spectres XPS ; mauvaise interprétation due à un environnement chimique perturbé ; méconnaissance de la propriété du passivant et références mal citées.
Li et ses collègues notent que, dans certaines études, un déplacement chimique a été attribué à tort aux électrons du noyau de l’atome central alors qu’en fait, il était influencé par l’électronégativité des atomes liés. Ayse Turak, experte en techniques d’analyse de surface et en cellules pérovskites à l’Université McMaster au Canada, affirme qu’il s’agit d’un « piège classique » dans lequel de nombreux chercheurs tombent.
Le piège suivant, qu’ils ont attribué aux utilisateurs XPS inexpérimentés, était des artefacts dans les déplacements chimiques dans le même environnement chimique. Selon Li, cela souligne l’importance de comprendre les principes physiques derrière les techniques de caractérisation.
L’équipe de Li a également observé des résultats contradictoires lorsque les chercheurs n’ont pas réussi à établir une relation claire entre le déplacement chimique XPS et l’influence du passivant spécifique utilisé. Turak souligne qu’il est important de prendre en compte la sensibilité de surface du XPS et ses implications pour les matériaux pérovskites interopérants. «Certaines des interprétations peuvent être fortement influencées par le fait que vous ne sondez pas vraiment la masse, vous ne sondez que cette couche de passivation et la région proche de la surface de la pérovskite en contact avec cette couche. Vous obtenez vraiment des informations de la couche supérieure qui interagit avec le passivateur. Et comment cela change votre interprétation est très important à retenir.
L’observation finale de l’équipe de Li était que les données mal citées ont créé des biais dans la littérature. Li dit que pour éviter cet écueil, les chercheurs doivent « rechercher la vérité à partir des faits » et s’assurer de bien comprendre les études précédentes avant de les utiliser pour soutenir de nouvelles recherches.
Les idées de l’équipe de Li ont déjà reçu une attention favorable au sein de la communauté pérovskite. «Une analyse de données inappropriée peut induire en erreur d’autres chercheurs et j’espère que cet aperçu critique pourra aider les chercheurs à éviter les malentendus lors de l’application de la technologie XPS pour interpréter leurs résultats expérimentaux», déclare-t-il.
«Les pérovskites sont utilisées dans une grande variété de domaines car il s’agit d’un matériau très chaud», commente Turak. «Il est facile de tomber dans le piège du biais de confirmation. (Des données mal interprétées peuvent) conduire le terrain à une compréhension complètement erronée de ce qui se passe réellement dans le système.