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尽管金属卤化物钙钛矿太阳能电池具有令人印象深刻的效率，但其不稳定性限制了其商业化。这种不稳定性由光诱导的离子迁移驱动，导致材料重构、缺陷形成、退化和缺陷愈合。然而，这些“非理想”特性使得可以提出关联聚类成像（CLIM）技术，这是一种通过宽场荧光显微镜检测局部光致发光（PL）波动的技术。鲁汶天主教大学 Johan Hofkens、隆德大学Sudipta Seth和 Ivan G. Scheblykin等人研究表明，这些波动在高质量钙钛矿及其相应的太阳能电池中都存在。CLIM成功地可视化了钙钛矿薄膜中的多晶晶粒结构，与电子显微镜图像高度匹配。波动分析揭示了导致这些波动的主要亚稳缺陷。在短路条件下的太阳能电池中，这些波动显著增大，相应的相关区域可扩展至10微米，而薄膜中的波动区域仅为2微米。研究提出，通过CLIM在太阳能电池中解析的区域具有共同的电荷提取通道池，这些通道在波动并导致PL变化。由于PL波动反映了非辐射复合过程，CLIM为载流子传输、离子迁移、缺陷行为和复合损失的结构与功能动态提供了宝贵的见解。CLIM提供了一种非侵入性的方法，利用基于以前未被充分利用的特性对在役发光材料和器件进行理解。B. Louis, S. Seth, Q. An, R. Ji, Y. Vaynzof, J. Hofkens, I. G. Scheblykin, In Operando Locally-Resolved Photophysics in Perovskite Solar Cells by Correlation Clustering Imaging. Adv. Mater. 2024, 2413126.
https://doi.org/10.1002/adma.202413126
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