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
Kerstin Neuhaus a André Gröschel b,c,d 和 Nella M. Vargas-Barbosa a,d * a Forschungszentrum Jülich GmbH, IEK-12: Helmholtz Institute Münster, Corrensstrasse 46,
金属卤化物钙钛矿和钙钛矿相关的有机-无机杂化材料已成为一类重要的功能材料,具有广泛的应用,包括太阳能电池、发光二极管 (LED)、闪烁体等。通过控制有机和金属卤化物成分,这类杂化材料具有出色的结构可调性,这导致了分子水平上各种低维结构的发展,从准二维 (2D) 到层状二维、波纹二维、一维 (1D) 和零维 (0D) 结构。1 由于金属卤化物被有机成分隔离,这些材料中可以实现不同程度的电子带形成和结构扭曲,表现出与 3D 金属卤化物钙钛矿不同的独特光学和电子特性。2 例如,窄带发射
钙钛矿结构 [1] 及其几乎无限适应性的衍生物阵列,必须算作材料科学中最重要的结构之一,其基本的 ABX 3(A = 大阳离子;B = 较小的阳离子;X = 阴离子)结构原型有助于铁电、[2] 压电、[3] 超导、[4] 光化学 [5] 和许多其他重要的技术特性。近来,随着混合 [3,6–8] 或全无机卤化物钙钛矿 ABX [9,10] 结构制造技术的快速发展,人们对钙钛矿的兴趣进一步增加。其中 A 是有机或碱金属反离子,B 通常是铅或锡,X 是卤素,这使得具有光学和光伏特性的材料 [11,12] 可用于太阳能电池、[13,14] 离子导电材料、[15] 超级电容器 [16] 和其他储能设备 [17]。然而,块状卤化物钙钛矿具有反应性,容易发生表面水合 [18] 相变 [19,20] 和高缺陷密度 [21],从而降低了其性能和寿命。因此,人们开发出了降维卤化物钙钛矿,重点关注胶体、[22] 二维、[23] 量子点、[24] 以及薄膜中的分子级 [25] 制备。虽然在如此低的维度上形成钙钛矿可以增强一些理想的特性,但也会增加其降解的趋势,尽管表面钝化可以减少薄膜中的分解。[26] 尽管如此,维度在纳米尺度上仍然是设计和微调卤化物钙钛矿物理性质的关键,因为它在决定电子结构方面起着关键作用。[27]
(li 2.5 y 0.5 Zr 0.5 Cl 6:1.40 ms cm -1,li 2.7 in 0.3 Zr 0.7 Cl 6:2.07 ms cm -1和li 2.25 Zr 0.75 Zr 0.75 Fe 0.25 Cl 6:1 ms
频谱也很明显。很明显,2D层正在3D表面进行快速转换,并在光辐射下失去了其特征。从相似的光照射条件下记录的吸收光谱进一步证实了这一方面(图1D)。在图1E中记录的差异吸收光谱中,可以更好地看到吸收中的这些变化。我们还分别用可见光照射了2D和MAPBI 3膜。在相似的辐照时间下,吸收峰没有重大变化(图S4)。在图1 C和D中光辐射过程中的发射和吸收变化表明,沉积在3D钙钛矿上的2D膜在可见的照射下是不稳定的,并且经历了转化。这进一步表明我们创建的2D/3D接口最初会随着持续的照射而消失。我们将2D钙钛矿层的这种不稳定的行为归因于较大阳离子(pea +)从(PEA)2 PBI 4的扩散到散装MAPBI 3中,从而在3D相中导致同质化。
这项工作是Argonne国家实验室(ANL),劳伦斯·伯克利国家实验室(LBNL),国家可再生能源实验室(NREL),橡树岭国家实验室(ORNL),西北太平洋国家实验室(Oak Ridge National Laboratory),西北国家实验室(PNNL),美国桑迪亚国家实验室的国家实验室(NREL)。 div>uu div>合同号HSFE02-20-IRWA-0011。 div>资金由美国联邦急诊室提供。uu div>在能源部网络的动员办公室技术管理下进行。 div>此处表达的意见不一定代表能源部,FEM或美国政府的意见。uu div>美国政府保留非排他性,有偿,不可撤销和世界许可,以出版或复制这项工作的已发表形式,或者允许其他人出于美国政府的目的。
摘要:与成熟的半导体技术类似,使用更高质量的试剂合成卤化物钙钛矿材料可提高光电性能。在本研究中,我们选择了五种不同纯度的商业 PbI 2 源,并采用三种不同的钙钛矿组成-器件架构组合制造了太阳能电池。在所有情况下,我们都观察到在不同的加工配方和架构中,器件性能与 PbI 2 试剂源具有相似的相关性。然后,我们采用了一套分析表征技术来确定 PbI 2 试剂中影响器件性能趋势的杂质的身份和浓度。观察到了许多杂质;有些仍未鉴定,但可以单列乙酸盐 (OAc) 和钾 (K) 是 PbI 2 中浓度变化最大的关键物质。乙酸盐被确定为有害杂质,而 K 杂质可能是有益的,正如先前关于碱金属阳离子添加剂的文献所表明的那样。简单的水相重结晶成功降低了许多杂质的浓度,并且根据新的杂质分布解释了由重结晶 PbI 2 试剂制造的器件的结果。这项工作极大地丰富了研究人员应该了解的钙钛矿试剂中已知杂质的列表,我们提出改进的钙钛矿前体的纯化方法将进一步有利于器件性能、运行间和批次间重现性。关键词:PbI2 试剂源、碘化铅前体杂质、卤化物钙钛矿;器件性能、SIMS 数据 ■ 简介
完整作者列表: 尼古拉耶夫,弗拉基米尔;国立科技大学莫斯科国立合金学院,电子学 波利亚科夫,亚历山大;国立科技大学莫斯科国立合金学院,电子学 斯捷潘诺夫,谢尔盖;国立科技大学莫斯科国立合金学院,半导体电子学与半导体物理学;约飞研究所,异形晶体物理实验室;完美晶体有限责任公司 佩奇尼科夫,阿列克谢;国立科技大学莫斯科国立合金学院,半导体电子学与半导体物理学;约飞研究所,异形晶体物理实验室;完美晶体有限责任公司 亚基莫夫,尤金;国立科技大学莫斯科国立合金学院,半导体电子学与半导体物理学;俄罗斯科学院,微电子技术与高纯度材料研究所 切尔尼赫,阿列克谢;国立科技大学莫斯科国立合金学院,半导体电子学与半导体物理学 瓦西列夫,安东;国立科技大学莫斯科国立合金学院,半导体电子学与半导体物理学 谢梅罗夫,伊万;国立科技研究型大学莫斯科国立合金学院,半导体电子学与半导体物理学 Kochkova,Anastasia;莫斯科国立合金学院,电子学 Guzilova,Lyubov Guzilova;Perfect Crystals LLC Konovalev,Mikhail;莫斯科国立合金学院,电子学 Pearton,Stephen;佛罗里达大学,材料科学与工程