近日,，佛山仙湖實驗室雙聘研究員李蔚最近在Cell Press細胞出版社旗下期刊《Joule》上發(fā)表了一篇題為“Organic-inorganic hybrid nature enables efficient and stable CsPbI3-based perovskite solar cells”的研究論文,。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.10.019,。
目前的研究往往認為有機組分極大的限制了有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性。然而,，李蔚研究員等人通過超低劑量透射電子顯微技術在國際上首次證實了DMAI輔助法制備的無機“四方相CsPbI3”實際上是四方相(DMA, Cs)PbI3,。此外，李蔚研究員等人發(fā)現(xiàn)延長電子束的曝光時間會導致β-(DMA, Cs)PbI3中的DMA+揮發(fā),，使得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)由β-(DMA, Cs)PbI3相轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>γ-CsPbI3,。基于此,，大有機陽離子DMA+摻入正交相CsPbI3晶格是穩(wěn)定四方相(DMA, Cs)PbI3的關鍵,。由于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的改善抑制了光惰性相的形成，使得鈣鈦礦薄膜載流子壽命得到提升,，并緩解了器件的遲滯效應,，進而提升了器件性能。因此,，四方相(DMA, Cs)PbI3所制備的器件性能達到最佳,，實現(xiàn)了19.76%的光電轉(zhuǎn)化效率。
文章表明,，全無機結(jié)構(gòu)不能保證比有機-無機雜化鈣鈦礦更好的穩(wěn)定性,。通過摻入少量有機陽離子有利于改善鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)對稱性，進而提高鈣鈦礦太陽能電池性能和穩(wěn)定性,。該研究為深入理解金屬鹵化物鈣鈦礦光電器件中鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和性能的關系提供了重要指導意義,。
圖1 (a)CsPbI3基薄膜制備過程中晶體結(jié)構(gòu)的演變圖。(b)鈣鈦礦太陽能電池的J-V曲線圖,。(c) 在空氣中,，經(jīng)封裝處理后不同結(jié)構(gòu)的CsPbI3基鈣鈦礦太陽能電池在最大功率點跟蹤模式且連續(xù)LED（100 mW/cm2）照明下的運行穩(wěn)定性測試。
