澳大利亚麦考瑞大学ACS Nano:探测用于光伏应用的准 2D 卤化物钙钛矿中的纳米级电荷传输机制

文摘   2024-11-02 07:58   福建  
准 2D 层状卤化物钙钛矿 (quasi-2DLPs) 因其吸收可见光的有利带隙和更高的稳定性而成为光伏 (PV) 应用的有前途的材料。它们的电荷传输机制在很大程度上受到晶体晶粒取向以及纳米结构的影响,例如晶界 (GB) 和边缘状态——在多晶准 2DLP 薄膜中,这些的形成是不可避免的。尽管它们很重要,但这些功能对电荷传输的影响仍未得到探索。
在这项研究中,澳大利亚麦考瑞大学Shujuan Huang,Jae Sung Yun和Jincheol Kim等人对多晶准 2DLP 薄膜和器件进行了详细研究,仔细分析了晶粒取向和纳米结构如何影响电荷传输。采用无损原子力显微镜 (AFM) 形貌,以及瞬态吸收光谱 (TAS) 和掠入射广角 X 射线散射 (GIWAXS),我们获得了有关这些薄膜的相纯度、晶体学信息和形态的重要见解。此外,我们使用基于 AFM 的技术进行系统研究,包括开尔文探针力显微镜 (KPFM) 和导电 AFM (c-AFM),阐明了 GB 和边缘态在塑造电荷传输行为中的作用。
特别是,发现沿 GB 的局部能带结构以及垂直和平行晶粒内的边缘态选择性地排斥电子和空穴,从而促进电荷载流子分离。这些发现为高性能准 2DLP 光伏器件的开发提供了前景,并强调了可以利用准 2DLP 的内在特性来提高钙钛矿太阳能电池性能的潜在方法。


Probing Nanoscale Charge Transport Mechanisms in Quasi-2D Halide Perovskites for Photovoltaic Applications

Hongjae Shim, Abhinav S. Sharma, Rishabh Mishra, Jonghoon Han, Jihoo Lim, Dawei Zhang, Zhi Li Teh, Jongsung Park, Jan Seidel, Michael P. Nielsen, Martin A. Green, Shujuan Huang, Jae Sung Yun, and Jincheol Kim

ACS Nano Article ASAP

DOI: 10.1021/acsnano.4c07004

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.4c07004



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