Nature:前驱体胶体化学环境如何影响Sn-Pb钙钛矿的生长

文摘 2025-01-02 18:02 新加坡

作者通过对比不同官能团添加剂分子与Sn-Pb钙钛矿前驱体的相互作用，证实羧基可以通过与Sn之间的更强的相互作用稳定其胶体化学环境从而有效抑制异相成核，氨基则更有利于薄膜的光电性能。以下是关于全文的重点部分的分析。

1. 添加剂分子的选择：同时含有氨基和羧基的PhA,仅含有氨基的PEA，仅含有羧基的PPA。

2.PhA的作用：

1）氢键和离子相互作用：PhA与MAI和FAI的结合通过氢键和碘离子相互作用，表现为NMR中的上移，增强了钙钛矿前驱体的有序化。PhA通过羧基和铵盐阳离子的氢键作用，与无机CsI相比，与铵盐卤化物具有更强的相互作用。

2）Sn和Pb的差异化影响：PhA与SnI2的结合比PbI2更显著，表现为119Sn NMR信号的显著下移，说明PhA减少了Sn周围的电子密度，从而主导了前驱体的预胶体化学。

3）对溶液的稳定性和均匀性：动态光散射显示，PhA溶液中胶体颗粒在前30分钟内无显著增长，而在30到60分钟后形成窄分布的大颗粒并趋于稳定。这表明PhA通过稳定的化学相互作用增强了前驱体溶液的均匀性和稳定性。

4）PhA对Sn-Pb钙钛矿薄膜形貌的影响，前驱体胶粒稳定性以及分布范围直接影响相应钙钛矿薄膜的结晶过程。PhA有效地减少了晶粒边界处的SnF2沉积物，改善了薄膜的表面和界面质量。薄膜平均厚度保持均匀（PhA薄膜约为860±80 nm），并且晶粒整体呈现单体形貌。

5）PhA对Sn-Pb钙钛矿薄膜结晶性的影响：PhA薄膜的(100)衍射峰强度显著提高，相比控制组增强了3倍以上。GIWAXS结果表明，羧基（COOH）基团在晶体生长中起到关键的结构引导作用，显著改善了薄膜的面内和面外取向。4MePhA和4FPhA的非质子取代基（如–CH3和–F）对结晶的直接影响较弱，但对表面能的细微调节可能进一步优化晶体生长。

6）对光电性能的影响：PhA通过羧基和氨基的协同作用能够钝化多种缺陷VI(Sn)，VI(Pb）和V(A)，Sn–O和Pb–O键的形成（键长分别为2.905和3.039 Å）有效减少了缺陷的存在，增强了薄膜的电子性能。PhA薄膜在整个测试区域内显示出显著增强的QFLS值，表明其能有效提升薄膜的光电质量。与其他修饰剂相比（如PEA、PPA和PEAPPA），PhA薄膜的QFLS分布更加均匀，减少了光电性能的不均匀性。

3. PEA，PPA以及二者混合的作用

PEA通过氨基，PPA通过羧基与Sn基物质发生相互作用，表现为一定程度的化学位移，表明其对Sn基物种的影响独立但较弱。前驱体的胶体分布稳定性均不如PhA。进一步将PEA与PPA联合形成复合物时，氨基与羧基的协同作用被削弱，表现为较小的化学位移，表明两者相互影响削弱了单独的作用。

4.器件性能如下：

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-024-08546-y

钙钛矿电池稳定性

分享钙钛矿电池稳定性研究，大面积器件性能进展，为钙钛矿研究人员提供前沿的研究成果和独家解读

最新文章

动力学Wulff形异质结外延生长应用于PVSK

Nature:前驱体胶体化学环境如何影响Sn-Pb钙钛矿的生长

TRPL指数拟合？No!!!教你更规范拟合

应变在钙钛矿中的影响有哪些？

当你的JV曲现异常时，哪些是由ICL造成的？

卤化物钙钛矿纳米晶的生长机理

隧穿层？复合层？No!是隧穿复合层！！！

把高通量合成、贝叶斯优化和机器学习结合起来用在钙钛矿领域能做什么事？

狭缝涂布中钙钛矿薄膜的生长机理

如何量化钙钛矿叠层效率损失有多少来源于离子迁移？

表面纳米抛光这么多优势你了解吗？

韩国国立釜庆大学Sung Heum Park团队最新JEC：功能设计和理解实现高质量钙钛矿薄膜和钝化表面缺陷的有效添加剂

如何利用荧光量子效率计算辐射复合电压和非辐射复合电压损失

宏观机械剪切应力如何影响微观晶格排布？

钙钛矿粗糙极底上的差异性形核你了解吗？

Nature与Science百年重磅成果！钙钛矿迎来最大突破，史诗级进展！

钙钛矿领军企业2024最新进展盘点：极电、协鑫、纤纳、通威、仁烁、中核光电

最新Nature！隆基领衔，超过34%效率的钙钛矿-硅叠层电池

30.41%！全钙钛矿叠层电池效率新世界纪录诞生

隆基：晶硅-钙钛矿叠层电池效率突破34.6%！

全国首个半透明钙钛矿发电项目在甘肃并网！

一汽入局钙钛矿！

这家上市公司钙钛矿中试线正式投产运营！

先导智能助力全球首条全溶液全湿法百MW钙钛矿中试线加速投产！

这家上市公司首套钙钛矿量产装备成功交付发货！

新纪录：Martin A. Green太阳能电池效率表更新！

最新NE全面解读：钙钛矿电池负偏压稳定性？我亦不惧！

倒计时2天！ 2024势银光伏产业年会（4.10-11 浙江宁波）

PL vs EL成像分析

【光伏年度会议通知】晶澳、通威、天合、正泰、东方日升、协鑫、仁烁、赛伍等30家头部企业出席演讲（4.10-11 宁波）

浅谈光学带隙和电学带隙差异

倒计时10天！ 2024势银光伏产业年会火热报名中！（4.10-11 浙江宁波）

钙钛矿运行稳定性最关键的影响因素是什么？

倒计时15天！30家光伏头部企业将进行精彩分享—— 2024势银光伏产业年会（4.10-11 浙江宁波）

离子迁移表征手段汇总

钙钛矿电池稳定性汇总更新

【新能源+ESG社群-12】懂ESG的新能源人有多香！ESG岗位都月薪15万了？

华晟、东方日升、协鑫、纤纳、极电、正泰、国家电投、华能、仁烁、万度、通威、脉络、晶科齐聚！钙钛矿、异质结与叠层盛会4月常州召开

比尔·盖茨投资的钙钛矿企业CubicPV亮相亚化叠层论坛：提高钙钛矿和晶硅叠层组件稳定性

钙钛矿电池稳定性表更新

【倒计时30天】附最新议程——2024势银光伏产业年会

最新Joule: 蒸镀钙钛矿，器件效率突破26%大关！

26%以上效率商用钙钛矿叠层组件有望2024年推出！

最新Science: 教你实现高温下还能稳定的SAM

钙钛矿年度盛会4月召开，协鑫光电董事长范斌博士将介绍《钙钛矿-晶硅的组件级别叠层》

最新Science: 22%效率的全印刷介观钙钛矿太阳能电池

协鑫、极电、仁烁、纤纳、脉络能源、晶科、正泰、通威、国家电投、华晟、东方日升、恒羲等演讲，年度钙钛矿叠层盛会4月16日常州召开

顶刊稳定性汇总表更新

提前恭喜！全体钙钛矿电池从业者要彻底炸锅了！这波好消息来的太突然！！！

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉