JACS: 解读Sn-Pb 钙钛矿在暴露在氧气中的光学和结构变化

文摘   2024-11-06 07:58   福建  

混合 Sn-Pb 卤化物钙钛矿是太阳能电池的有前途的吸收材料,因为它可以将带隙能量降低到 1.2-1.3 eV。然而,含锡钙钛矿易受氧化影响光电特性。
在这项工作中,代尔夫特理工大学Tom J. Savenije等人通过微波导电、结构和光学表征技术,定性和定量研究了孤立的 ASnxPb 1-xI3(其中 A 是甲基铵或甲脒和铯的混合物)钙钛矿薄膜中的亚稳氧诱导掺杂。我们观察到,较长的氧气暴露时间会导致暗电导率逐渐升高,并在几天内缓慢衰减回原来的水平。在这里,氧充当电子受体,导致锡从 Sn2+ 氧化到 Sn4+ 并产生自由空穴。通过将钙钛矿同时暴露在氧气和光中来增强亚稳态氧诱导掺杂。掺杂不仅导致光电导信号的降低,而且即使在掺杂损失后也会诱导长期影响,这被认为是由导致缺陷状态形成的连续氧化反应引起的。长时间暴露在氧气和光线下,可以观察到光学和结构变化,并与 SnOx 的形成和表面附近碘化物的损失有关。
即使是短期暴露于氧气中也会立即损害钙钛矿的电荷载流子动力学,而结构钙钛矿降解仅在长期暴露和氧化产物积累时才会明显。因此,对于高效的太阳能电池,应严格阻止混合 Sn-Pb 钙钛矿在生产和运行过程中暴露于氧气中。

Metastable Oxygen-Induced Light-Enhanced Doping in Mixed Sn–Pb Halide Perovskites

Jasmeen Nespoli, Matthijs Mugge, Lara M. van der Poll, Snigdha Lal, Bahiya Ibrahim, Bart Boshuizen, Valentina M. Caselli, Arjan J. Houtepen, Lars J. Bannenberg, and Tom J. Savenije

Journal of the American Chemical Society Article ASAP

DOI: 10.1021/jacs.4c08924

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.4c08924


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