专栏名称: 钙钛矿太阳能电池
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TEM揭秘钙钛矿表面原子尺度降解机制,推动高性能光电器件发展

钙钛矿太阳能电池  · 公众号  ·  · 2024-11-25 23:10

正文

卤化物钙钛矿作为一类具有优异光电性能的材料,在太阳能电池、发光二极管等领域展现出巨大潜力。然而,其稳定性问题一直是制约应用的关键因素。表面不稳定性是导致钙钛矿材料降解的主要原因之一,而现有的研究大多聚焦于体相降解机制,对表面结构演变的了解相对匮乏。探究钙钛矿表面不稳定性机理以及外部刺激如何与表面相互作用进而诱发表面分解,有利于为提升钙钛矿稳定性提供指导。

鉴于此, 2024 11 22 日, 湖南大学陈树林 利用积分差分相位衬度技术( iDPC-STEM ),首次直接观察到了卤化物钙钛矿表面的 逐层降解路径 。研究发现,钙钛矿的降解是从表面开始,逐层向内部推进的。在降解过程中,表面的 CsBr PbBr 原子柱作为一个整体被逐渐剥离,最终形成新的原子级平整的 CsBr 终止面。基于此机制,进一步通过表面包覆层抑制钙钛矿表面的逐层分解,保持其结构完整性,进而显著提高了钙钛矿材料的电子束辐照和热稳定性,同时提高了发光二极管的发光性能。这些发现深化了对表面不稳定性机制和包覆有效性的基础理解,为提升钙钛矿光电稳定性提供指导。






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