近日,，佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室雙聘研究員李蔚最近在Cell Press細(xì)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(rèn)為有機(jī)組分極大的限制了有機(jī)-無機(jī)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(shù)在國(guó)際上首次證實(shí)了DMAI輔助法制備的無機(jī)“四方相CsPbI3”實(shí)際上是四方相(DMA, Cs)PbI3。此外,，李蔚研究員等人發(fā)現(xiàn)延長(zhǎng)電子束的曝光時(shí)間會(huì)導(dǎo)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,?；诖耍笥袡C(jī)陽離子DMA+摻入正交相CsPbI3晶格是穩(wěn)定四方相(DMA, Cs)PbI3的關(guān)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(yīng),，進(jìn)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(dá)到最佳,，實(shí)現(xiàn)了19.76%的光電轉(zhuǎn)化效率,。
文章表明，全無機(jī)結(jié)構(gòu)不能保證比有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦更好的穩(wěn)定性,。通過摻入少量有機(jī)陽離子有利于改善鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性,，進(jìn)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(guān)系提供了重要指導(dǎo)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(diǎn)跟蹤模式且連續(xù)LED（100 mW/cm2）照明下的運(yùn)行穩(wěn)定性測(cè)試,。
