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Wei Dong, Wencheng Qiao, Shaobing Xiong, Jianming Yang, Xuelu Wang, Liming Ding*, Yefeng Yao*, Qinye Bao*
Nano-Micro Letters (2022)14: 108
https://doi.org/10.1007/s40820-022-00854-0
理解钝化分子对钙钛矿的作用机制对开发高性能和稳定的钙钛矿太阳能电池具有重要意义。我们选择了2FEABr对MAPbI₃钙钛矿薄膜进行后处理(图1a)。通过XPS深度刻蚀扫描发现大阳离子2FEA⁺分布在薄膜表面,而Br⁻离子扩散进入了体相(图1b, c)。通过SS-NMR技术系统研究了2FEABr处理钙钛矿的作用机制,发现2FEA⁺离子钝化了表面的负电缺陷,而部分Br⁻离子取代了PbI₆八面体的I⁻位点并引起整个晶格产生细微形变,造成部分内嵌MA⁺阳离子运动受限,反映出钙钛矿薄膜内的电声耦合减弱,以上机制表明电荷的非辐射复合被抑制。
II 2FEABr处理的MAPbI₃薄膜的光电特性表征
III 基于2FEABr处理的钙钛矿太阳能电池的性能研究
IV 基于2FEABr处理的钙钛矿太阳能电池的稳定性研究
在本工作中,2FEABr处理的器件相比标准器件其湿、热稳定性均显著提高(图4a, b)。通过对比加热前后的XRD (100)面衍射峰的偏移量发现经过2FEABr处理的MAPbI₃薄膜晶格膨胀程度更小(图4c, d)。通过分析升温前后的MA⁺阳离子动力学,可得出在加热过程中原始MAPbI₃从四方相到立方相的相变程度更大,而经过2FEABr处理的MAPbI₃的相变程度较小(图4e, f)。以上实验充分说明了2FEABr处理的钙钛矿晶格更加紧致,因此,内嵌的MA⁺阳离子在受热过程中更难脱出晶格,最终导致器件的热稳定性被改善。
本文第一作者
半导体薄膜材料及光电器件。
本文通讯作者
有机太阳电池、钙钛矿、光探测器。
▍个人简介
▍Email: ding@nanoctr.cn
本文通讯作者
核磁共振新方法与新技术研发和应用。
▍个人简介
▍Email:yfyao@phy.ecnu.edu.cn
本文通讯作者
用光电子能谱(紫外光电子能谱UPS/反向光电子能谱IPES/X射线光电子能谱XPS)与同步辐射X射线吸收谱XAS等表面手段研究软物质半导体(包括有机半导体、钙钛矿半导体)界面电子结构与器件光电转换特性之间的构效关系。
▍个人简介
▍Email:qybao@clpm.ecnu.edu.cn
Tel: 021-34207624
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