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Chem. Mater.: 溶剂及A位阳离子控制溴基钙钛矿薄膜的优选结晶取向

 更新时间:2023-09-27 点击量:344
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主要内容

多晶薄膜中的优选结晶取向对于金属卤化物钙钛矿和半导体中的有效电荷载流子传输是理想选择。然而,决定卤化物钙钛矿的优选取向机制尚未明确。在这篇文章中,佐治亚理工学院Juan-Pablo Correa-Baena等研究了溴化铅钙钛矿的晶体取向果表明,前体溶液的溶剂和有机A位阳离子在钙钛矿薄膜优选取向中起着关键作用具体而言,溶剂二甲基亚砜影响结晶的早期阶段,并通过防止胶体-粒子相互作用在沉积薄膜中诱导优选取向。

此外,A位阳离子的选择,如甲基铵或甲脒,会影响优选取向的程度。使用密度泛函理论表明,与(110)平面相比,甲基铵基钙钛矿(100)平面的较低表面能是优选取向程度较高的原因。而对于甲脒基钙钛矿,(100)和(110)晶面的表面能相似,导致优选取向程度较低。此外,研究团队发现不同的A位阳离子不会显著影响溴基钙钛矿太阳能电池中的离子扩散,但会影响离子密度和积累,导致磁滞增加。


这项研究强调了溶剂和有机A位阳离子之间的相互作用,它们决定了晶体取向,并在太阳能电池的电子特性和离子迁移中发挥着关键作用。
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其中使用巨力光电代理的Litos Lite多通道太阳能电池稳定性测试系统(Fluxim,Switzerland)测量太阳能电池的电流-电压(J–V)特性


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IS阻抗谱是使用Paios太阳能电池&OLED瞬态特性测试系统(Fluxim,Switzerland)获得的


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文献信息

Solvent and A-Site Cation Control Preferred Crystallographic Orientation in Bromine-Based Perovskite Thin Films

Juanita Hidalgo, Yu An, Dariia Yehorova, Ruipeng Li, Joachim Breternitz, Carlo A.R. Perini, Armin Hoell, Pablo P. Boix, Susan Schorr, Joshua S. Kretchmer*, and Juan-Pablo Correa-Baena*