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二维钙钛矿模板，用于耐用，有效的甲米氨基钙钛矿太阳能电池
被绘制为灰色水平条。BA 2 FAPB 2 I 7和PA 2 FAPB 2 I 7显示A D（011）与FAPBI 3的D（001）几乎相同，如插图所示。b）FAPBI 3（左）和BA 2 FAPB 2 I 7（右）的单位单元格的图。为每个结构绘制（001）和（011）平面。PB-i-Pb距离对应于FAPBI 3的（001）间间距（001）和BA 2 FAPB 2 I 7的（011）间距（011）。c）模板FAPBI 3掉落涂层实验的示意图。第一个FAPBI 3前体溶液被滴入玻璃基板上，并允许在BA 2 FAPB 2 I 7的晶体上流动。加热时，BA 2 FAPB 2 I 7上的δ-FAPBI 3在裸露基板顶部的δ-FAPBI 3之前转换为α-FAPBI 3。在环境空气中留下，裸底物的顶部的α-fapbi 3在BA 2 FAPB 2 I 7上的α-FAPBI 3之前转换为δ-FAPBI 3。d）（c）中实验的相应照片，显示了底物的三个不同区域。I：BA 2 FAPB 2 I 7没有FAPBI 3解决方案，II：BA 2 FAPB 2 I 7在FAPBI 3解决方案下方，III：III：FAPBI 3溶液在裸玻璃上。e）PL，（f）XRD，表明当BA 2 FAPB 2 I 7上方沉积时，α-FAPBI 3被稳定。
无添加剂、低温结晶稳定 α ...
甲脒铅三碘化物 (FAPbI 3 ) 已成为金属卤化物钙钛矿家族中高效、稳定的钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的有希望的候选者，尤其是与早期的甲基铵铅三碘化物 (MAPbI 3 ) 原型相比。这是因为 FAPbI 3 具有更窄的带隙能量 ≈ 1.45 eV——更接近 Shockley-Queisser 最优 [1]——并且比 MAPbI 3 更热稳定。[2] 然而，α 相 FAPbI 3 的形成通常需要高温退火 (≥ 150 ° C) 数十分钟，[3] 而获得的 α -FAPbI 3 在室温下是亚稳态的，因为它会迅速降解为光惰性的非钙钛矿同质异形体 (δ-FAPbI 3 )。 [4] 钙钛矿相的亚稳态归因于甲脒（FA +）的尺寸相对较大，导致Gold-schmidt容忍因子> 1，从而驱动六方晶体结构而不是立方晶体结构的形成。[5]
无添加剂、低温结晶稳定 α ...
甲脒铅三碘化物 (FAPbI 3 ) 已成为金属卤化物钙钛矿家族中高效、稳定的钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的有希望的候选者，尤其是与早期的甲基铵铅三碘化物 (MAPbI 3 ) 原型相比。这是因为 FAPbI 3 具有更窄的带隙能量 ≈ 1.45 eV——更接近 Shockley-Queisser 最优 [1]——并且比 MAPbI 3 更热稳定。[2] 然而，α 相 FAPbI 3 的形成通常需要高温退火 (≥ 150 ° C) 数十分钟，[3] 而获得的 α -FAPbI 3 在室温下是亚稳态的，因为它会迅速降解为光惰性的非钙钛矿同质异形体 (δ-FAPbI 3 )。 [4] 钙钛矿相的亚稳态归因于甲脒（FA +）的尺寸相对较大，导致Gold-schmidt容忍因子> 1，从而驱动六方晶体结构而不是立方晶体结构的形成。[5]
碘化铅钙钛矿与碘化铅之间相干界面的原子级理解
金属卤化物钙钛矿半导体在太阳能电池中表现出色，在薄膜中添加过量的碘化铅 (PbI 2 )，无论是作为介观粒子还是嵌入域，通常都会提高太阳能电池的性能。甲脒碘化铅 (FAPbI 3 ) 钙钛矿薄膜的原子分辨率扫描透射电子显微镜显微照片显示，FAPbI 3：PbI 2 界面非常相干。结果表明，这种界面相干性是通过 PbI 2 偏离其常见的 2H 六方相形成三角 3R 多型体来实现的，这是通过包含近八面体单元的弱范德华力层堆叠中的微小移动实现的。揭示了精确的晶体学界面关系和晶格错配。进一步表明，这种 3R 多型 PbI 2 具有与钙钛矿相似的 X 射线衍射 (XRD) 峰，因此基于 XRD 对 PbI 2 存在的量化不可靠。密度泛函理论表明，该界面不会在带隙中引入额外的电子态，因此在电子上是良性的。这些发现解释了为什么在钙钛矿薄膜生长过程中 PbI 2 略微过量可以帮助模板钙钛矿晶体生长并钝化界面缺陷，从而提高太阳能电池的性能。
消除钙钛矿发光二极管中成分调制的不利影响，实现超高亮度和稳定性
过量卤化铵作为成分添加剂被广泛用于钙钛矿发光二极管 (PeLED)，旨在通过控制晶体度和钝化缺陷来实现高性能。然而，对于过量有机铵成分是否会影响薄膜的物理/电学性质以及由此导致的器件不稳定性，我们仍然缺乏深入了解。本文指出了在具有过量卤化铵的高效甲脒铅碘化物 (FAPbI 3 ) 基 PeLED 中性能和稳定性之间的权衡，并探索了其潜在机制。系统的实验和理论研究表明，过量卤化盐诱导的离子掺杂极大地改变了 PeLED 的性质（例如，载流子注入、场相关离子漂移、缺陷物理和相稳定性）。证明了表面清洁辅助交联策略可以消除成分调制的不利影响并在不牺牲效率的情况下提高操作稳定性，同时实现 23.6% 的高效率、964 W sr − 1 m − 2 的高辐射度（基于 FAPbI 3 的 PeLED 的最高值）和 106.1 小时的长寿命在大直流密度（100 mA cm − 2）下。研究结果揭示了过量卤化物盐与器件性能之间的重要联系，为合理设计稳定、明亮、高效的 PeLED 提供了指导。
一种基于老化治疗的高度再现和高质量钙钛矿膜的实用方法
杂交钙钛矿半导体的溶液加工是制造成本效率电子和光电设备的一种高度有希望的方法。然而，这种方法的挑战在于克服钙钛矿形态的可控性和设备官方的可重复性。在这里，据报道，一种轻松而实用的老化治疗（AT）策略可以调节钙钛矿晶体生长，以产生足够高质量的钙钛矿薄膜，并具有改善的同质性和完整覆盖的形态。与参考相比，所得的AT-FIFM显示出更少的缺陷，更快的电荷载体转移/提取和抑制非辐射重组。AT设备在设备的可重复性，操作稳定性和光伏性能方面取得了明显的改善，平均效率提高了16％。它还证明了AT策略在优化其他钙钛矿组件的膜形态和设备性能方面的可行性和可扩展性
铅主导的超精细相互作用影响卤化物钙钛矿中的载流子自旋动力学
其在光伏应用领域的研究引起了人们的兴趣，因为它们的量子效率已经达到了 25.5% [1]，而且还扩展到辐射传感 [2,3] 和各种光电设备。[4–7] 达到高质量 MAPbI 3 、FAPbI 3 和 CsPbI 3 单晶的极限，与 MA、FA 和铯 (Cs) 阳离子混合物的组合结构成为最先进的钙钛矿材料，提高了量子效率并将结构稳定性从几天延长到几个月。[2,8–10] 由于基本物理性质接近其母结构，因此所提出的 FA 0.9 Cs 0.1 PbI 2.8 Br 0.2 可作为铅卤化物钙钛矿类的有效模型系统。与传统的 III-V 和 II-VI 半导体相比，钙钛矿在某种意义上具有反转的能带结构：价带 (VB) 态由 s 轨道形成，而导带 (CB) 态由 p 轨道贡献。强自旋轨道耦合，特别是 Rashba 效应 [11–14] 也会交换电子和空穴的自旋特性。[15,16] 因此，与晶格核的超精细相互作用由空穴而不是电子主导。钙钛矿能带结构为光学跃迁提供了清晰的极化选择规则，因此结合
字母 - 半导体组 - 牛津物理
摘要：晶格动力学对于光伏材料性能，控制动态障碍，热载体冷却，电荷载体重组和运输至关重要。软金属 - 甲基钙钛矿表现出特别有趣的动力学，拉曼光谱表现出异常宽阔的低频反应，其起源仍在争论。在这里，我们利用超低频率拉曼和红外Terahertz时域光谱镜来对各种金属壁半导体的振动响应进行系统的检查：FAPBI 3，MAPBI X BR 3-x，3-x，cspbbr 3，cspbbr 3，pbi 2，pbi 2，pbi 2 agbbibr 6，agbibr 6，agbibr 6，agbib 6，cubbi 6，cubi 6，cui 6，and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and。我们排除外部缺陷，八面体倾斜，阳离子孤对和“液体样”玻色子峰，这是辩论中心拉曼峰的原因。相反，我们提出，中央拉曼反应是由拉曼活性，低能声子模式的显着扩展的相互作用而产生的，这些模式被Bose-Einstein统计数据从低频的人群成分强烈扩大。这些发现阐明了在柔软的金属壁式半导体中出现的光伏应用中的光相互作用的复杂性，用于光伏应用。l
在反向偏置和照明下，金属卤化物钙钛矿太阳能电池降解过程中缺陷的演变
在太阳能电池的制造过程中限制了半导体中的有害缺陷或将其驱动的已成为太阳能电池社会1 - 4的最根本任务之一。 这种情况在金属卤化物钙钛矿太阳能电池社区中也普遍存在，后者见证了钙钛矿太阳能电池的功率转化效率（PCE）从3.8％的3.8％增加到25.5％，而在不知所措的情况下，在缺陷量允许疫苗策略上据报道了Prog-Ress。 许多报道的钙钛矿太阳能电池现在可以通过1,000 h的操作稳定性测试9，10。 对钙钛矿太阳能电池的效率或稳定性的任何进一步提高都必须依靠对钙钛矿缺陷性质的更深入的理解，以消除所有非辐射电荷重组路径，以消除或忽略它们。 在偏置或照明下太阳能电池的降解与缺陷进化11 - 14密切相关。 但是，在实验中确定钙钛矿中缺陷的化学性质仍然是一个挑战。 近年来已经对钙钛矿中的缺陷进行了深入的研究，但是关于化学性质，它们的分布和降解过程中的演变仍然没有达成共识。 几个计算给出了有争议的结果，即不同的缺陷，包括卤化物间隙（I I-和I i +），金属空位（V Pb）或抗磷酸盐（I MA） - 导致甲基铵三铅三碘化物（MAPBI 3）15-19-15-19。 但是，没有直接的实验方法来识别批量和表面上缺陷的化学性质已成为太阳能电池社会1 - 4的最根本任务之一。这种情况在金属卤化物钙钛矿太阳能电池社区中也普遍存在，后者见证了钙钛矿太阳能电池的功率转化效率（PCE）从3.8％的3.8％增加到25.5％，而在不知所措的情况下，在缺陷量允许疫苗策略上据报道了Prog-Ress。许多报道的钙钛矿太阳能电池现在可以通过1,000 h的操作稳定性测试9，10。对钙钛矿太阳能电池的效率或稳定性的任何进一步提高都必须依靠对钙钛矿缺陷性质的更深入的理解，以消除所有非辐射电荷重组路径，以消除或忽略它们。在偏置或照明下太阳能电池的降解与缺陷进化11 - 14密切相关。但是，在实验中确定钙钛矿中缺陷的化学性质仍然是一个挑战。近年来已经对钙钛矿中的缺陷进行了深入的研究，但是关于化学性质，它们的分布和降解过程中的演变仍然没有达成共识。几个计算给出了有争议的结果，即不同的缺陷，包括卤化物间隙（I I-和I i +），金属空位（V Pb）或抗磷酸盐（I MA） - 导致甲基铵三铅三碘化物（MAPBI 3）15-19-15-19。但是，没有直接的实验方法来识别批量和表面上缺陷的化学性质最近的实验试图鉴定钙壶中缺陷的化学性质，暗示了对MAPBI 3中深层跨度跨性光谱典型表征20; MAPBI 3中深层陷阱的带负电荷的碘化物间质（I-I-），MA空位（V MA-）和MA间隙（MA I +）的可能起源。 i i-作为甲氨基三碘铅（FAPBI 3）中的主要浅阴离子缺陷，具有正电子歼灭光谱测量结果21或fa i antisite作为Fama Perovskite 22的主要表面深陷阱缺陷。