摘要:已经研究了四个新的构图复杂的钙棍蛋白酶,其中有多个(四个或更多)阳离子的钙钛矿位点。材料具有通用公式LA 0.5 SR 2.5(M)2 O 7-δ(M = Ti,Mn,Fe,Fe,Co和Ni),并已通过常规的固态合成合成。这些化合物是第一个报道的成分复杂n = 2 ruddlesden- popper perovskites的示例。使用粉末X射线衍射,中子衍射,能量分散X射线光谱,X射线光电子光谱和磁力测定法确定了材料的结构和性能。材料是同源性的,并采用具有以下单位细胞参数的原型I 4/ mmm空间群:A〜3.84Å和C〜20.1Å。能量分散X射线光谱的测得的组合物为LA 0.51(2)SR 2.57(7)Ti 0.41(2)Mn 0.41(2)Fe 0.39(2)CO 0.39(2)CO 0.38(1)Ni 0.34(1)Ni 0.34(1)O 7-δ,La 0.59(La 0.59(4)fe Co co co 0.55(6)Ni 0.42(4)O 7 -δ,LA 0.54(2)SR 2.49(13)MN 0.41(2)Fe 0.81(5)CO 0.39(3)Ni 0.36(3)NI 0.36(3)O 7 -δ和LA 0.53(4)SR 0.53(4)SR 2.55(19)SR 2.5(19)Mn 0.67(6) O 7 - δ。在中子衍射数据中未观察到磁性贡献,并且磁力测定法指示在低温下自旋玻璃转变。
累积部署的薄效率 - 光电脉冲和薄的光伏制造能力的行业领导者都通过蒸气加工产生其镉的太阳能电池。4 - 6此外,可以使用蒸气处理通过Heliatek GmbH对有机光伏的溶液或蒸气方法进行制造。7与这些技术类似,基于蒸气的加工有望在基于钙钛矿的光伏的商业化中发挥关键作用。8它们不仅可以启用具有高产量和可重复性的高质量工艺,而且还可以消除危险溶剂,并简化对较大设备区域的升级。9此外,通过蒸气加工均匀地涂层在粗糙表面上涂层的能力是有益的,在串联应用中,在部署基于perovskite的材料时,这一点尤其重要。10 - 12虽然只有一小部分的研究专注于卤化物钙钛矿材料的蒸气加工,但其进度绝不比基于溶液的方法不如基于溶液的方法,尤其是在研究最多的混合有机有机物 - 无机卤化盐酸钙钛矿材料时。13 - 15个使用蒸气加工有机 - 无机卤化物钙钛矿吸收剂的太阳能电池的降低功率转化率(PCE)为24.4%,16个与基于溶液的方法相当。17
在钙钛矿中晶格电位强的非谐度的影响,包括分层的丘比特,三维型晶体和相关系统[1,2,3]。此外,铜氧化物(CUO)中Cuo 6八氏菌(Cuo)的氧气原子应该具有双重潜力。这一事实得到了许多高t c超导体和相关父系统的确定,包括Yba 2 Cu 3 O 7-δ,La 2-x Sr X Cuo 4,以及通过Exed X-Ray X-Ray x-Ray X射线吸收结构(exafs)实验,and-x ce x cuo 4-Δ计算(请参阅[1,2,4,5]及其中的参考)。在SuperContucting Ba 1-x K x Bio 3 [6]中观察到异常氧振动的相似情况。参考。[7]用Jahn-Teller Polaron模型解释了超导LA 2 CUO 4中双井潜力的出现。在参考文献中讨论了双钙壶中的双孔电池。[8],进行区域中心软模式的计算是为了使极性和八面体旋转不稳定性表征。这些电势中的声子模式可能很不寻常。由其他原子形成的过度原子笼中弱结合离子的非谐振动通常被称为嘎嘎作响。已经在诸如Val 10 +Δ[9],laterates [10],Detecaborides [11]的材料中观察到它们。最近,建议在高压下合成的四倍体cucu 3 v 4 o 12 [3]。Rattling or other types of anharmonicity can lead, e.g., to Schottky-type anomaly of specific heat at low temperature [14], result in significant in- crease of electron e ff ective mass [15, 16, 17], suppress thermal conductivity [18, 19] or be a driving force for the superconduc- tivity [15, 16, 17, 20].在四倍的perovskites aa'3 b 4 o 12中
与表现出尖锐的兴奋性光致发光(PL)的单一组件二维(2D)金属卤化物钙钛矿(MHP)不同,混合的PB-SN 2D晶格中出现了宽带PL。已经提出了两个物理模型 - 自我捕获的激子和缺陷诱导的stokes变度 - 用于解释这种非常规现象。然而,这两个解释都提供了有限的合理化,而无需考虑强大的组成空间,因此,宽带PL的基本起源仍然难以捉摸。在此,我们建立了高通量自动化的实验工作流程,以系统地探索混合PB-SN 2D MHP中的宽带PL,采用PEA(苯乙酰胺)作为一种模型阳离子,可作为刚性有机隔离器起作用。从频谱上讲,随着早期结晶期间PB浓度的增加,宽带PL通过快速PEA 2 PBI 4相分离而进一步扩大。违反直觉,尽管缺陷密度很高,但具有高PB浓度的MHP表现出长时间的PL寿命。高光谱显微镜在这些膜中识别出实质性PEA 2 PBI 4相分离,假设结晶时通过相分离来建立电荷转移激子,是造成非凡行为的原因。在高PB组成下,这远远超过了缺陷引起的发射的杠杆,从而产生了独特的PL性质。我们的高通量方法使我们能够调和有争议的先验模型,这些模型描述了2D PB-SN MHP中宽带发射的起源,从而阐明了如何全面探索复杂材料系统的基本原理和功能。
近年来,卤化物钙钛矿材料已用于制造高性能太阳能电池和发光装置。然而,材料缺陷仍然限制了器件的性能和稳定性。在这里,基于同步加速器的布拉格相干衍射成像用于可视化卤化物钙钛矿微晶体中的纳米级应变场,例如缺陷局部的应变场。尽管 MAPbBr 3 (MA = CH 3 NH 3 + ) 晶体具有很高的光电质量,但其内部存在明显的应变异质性,并且通过分析其局部应变场可以识别出〈100〉和〈110〉刃位错。通过在连续照明下对这些缺陷和应变场进行原位成像,发现了数百纳米范围内剧烈的光诱导位错迁移。此外,通过选择性研究被 X 射线束损坏的晶体,较大的位错密度和增加的纳米级应变与材料降解和使用光致发光显微镜测量评估的显著改变的光电特性相关。这些结果证明了卤化物钙钛矿中扩展缺陷和应变的动态性质,这将对设备性能和操作稳定性产生重要影响。
成功实施了在串联perovskite光伏设备的顶部细胞中的成功实施,但受到卤化物种族隔离现象的阻碍,[27-29]遭受了混合的碘化碘 - 溴组成,用于实现宽带式的(> 1.7 ev [> 1.7 ev [22,23,23])。太阳光谱的高能部分。在带有袋中的照明下[27]或电荷载体注入,[30-32]这些伴侣经历了一个混合过程,从而形成了富含碘化物和溴化物的富相的局部区域。[33–36]去除外部刺激导致从隔离中恢复。[27,37–39]尽管这种可逆的相分离仅影响钙矿体积的少数族裔,[34,40]在空间上,空间不均匀的bandgap严重破坏了混合壁孔孔孔的适用性,不仅可以通过限制了频带的范围,而不仅会限制频带的范围,而且还限制了对频段的效果[41] [41] 41] [41] [41] [41–43]和重组,[44]并导致电压损耗。[40,45]因此,正如最近的几篇评论文章中列出的那样,已经大量的研究注意力用于理解这一案例以防止这种情况。[46–50]
摘要:金属卤化物钙钛矿 (MHP) 将非凡的光电特性与半导体同类产品所不具备的化学和机械特性相结合。例如,它们表现出与单晶砷化镓相当的光电特性,但形成能却接近于零。MHP 的晶格能较小,这意味着它们在接近有机材料的标准条件下经历了丰富多样的多态性。MHP 还表现出与最先进的电池电极一样高的离子传输率。金属卤化物钙钛矿最广泛的应用(例如光伏和固态照明)通常将低形成能、多态性和高离子传输视为应消除的麻烦。在这里,我们通过将这些特性与其他技术相关的半导体进行比较来全面了解这些特性,以强调这种特性组合对于半导体的独特性,并说明如何在新兴应用中利用这些特性。M
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在过去的几年中,Sn基PSC已经成为绿色光伏技术的有希望的候选者,通过抑制Sn 2+ 氧化为Sn 4+ ,它们的效率从约 2% 迅速提高到 14.81%。[12]令人鼓舞的是,Sn基PSC不仅PCE超过14%,而且还具有优异的稳定性。这是一项极具吸引力的光伏技术,不久将会得到进一步发展。这一惊人的进步表明它是下一代太阳能电池的更好候选者。图1展示了Sn基钙钛矿在短短6年内的效率演变。一般来说,Sn和Pb基钙钛矿的相似结构可以用公式ABX 3 表示。立方钙钛矿的基本单元是一个小的八面体晶胞(BX 6 ),其中B阳离子被卤素阴离子包围。 A为有机阳离子,例如CH 3 NH 3 +(MA +)、CH(NH 2 ) 2 +(FA +)、Cs +或一些大阳离子(PEA +)。阳离子位于八面体的空腔内。X为卤素,例如I - 、Br - 、Cl - 等。钙钛矿材料ABX 3的结构稳定性取决于容差因子t和μ,其中r A 、r B 和r X 分别为A、B和X的半径。通常t介于0.9和1.0之间,以形成立方钙钛矿。[13]对该容差因子的研究有助于理解结构
摘要:钙钛矿已成为光伏领域有前途的光收集器。由此产生的太阳能电池 (i) 薄而轻,(ii) 可通过溶液工艺生产,(iii) 主要使用低成本原材料,(iv) 可弯曲。这些特点使钙钛矿太阳能电池成为一种令人着迷的太空技术;然而,地外环境很容易导致设备过早失效。特别是高能辐射的存在是可能损害太空技术的最危险因素。本综述讨论了钙钛矿光伏在太空应用中的现状和前景。介绍了用于描述太空环境的主要因素,并给出了有关钙钛矿对质子、电子、中子和 γ 射线的辐射硬度的结果。重点介绍了此类材料辐射损伤背后的物理化学过程。最后,通过考虑空间环境对器件架构和组件选择的影响,讨论了钙钛矿太阳能电池在外星条件下的潜在用途。