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Chem. Mater.: 溶劑及A位陽離子控制溴基鈣鈦礦薄膜的優(yōu)選結(jié)晶取向

 更新時間:2023-09-27 點擊量:770
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主要內(nèi)容

多晶薄膜中的優(yōu)選結(jié)晶取向?qū)τ诮饘冫u化物鈣鈦礦和半導(dǎo)體中的有效電荷載流子傳輸是理想選擇。然而,決定鹵化物鈣鈦礦的優(yōu)選取向機制尚未明確。在這篇文章中,佐治亞理工學(xué)院Juan-Pablo Correa-Baena等研究了溴化鉛鈣鈦礦的晶體取向。結(jié)果表明,前體溶液的溶劑和有機A位陽離子在鈣鈦礦薄膜優(yōu)選取向中起著關(guān)鍵作用。具體而言,溶劑二甲基亞砜影響結(jié)晶的早期階段,并通過防止膠體-粒子相互作用在沉積薄膜中誘導(dǎo)優(yōu)選取向。

此外,A位陽離子的選擇,如甲基銨或甲脒,會影響優(yōu)選取向的程度。使用密度泛函理論表明,與(110)平面相比,甲基銨基鈣鈦礦(100)平面的較低表面能是優(yōu)選取向程度較高的原因。而對于甲脒基鈣鈦礦,(100)和(110)晶面的表面能相似,導(dǎo)致優(yōu)選取向程度較低。此外,研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)不同的A位陽離子不會顯著影響溴基鈣鈦礦太陽能電池中的離子擴散,但會影響離子密度和積累,導(dǎo)致磁滯增加。


這項研究強調(diào)了溶劑和有機A位陽離子之間的相互作用,它們決定了晶體取向,并在太陽能電池的電子特性和離子遷移中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
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其中使用巨力光電代理的Litos Lite多通道太陽能電池穩(wěn)定性測試系統(tǒng)(Fluxim,Switzerland)測量太陽能電池的電流-電壓(J–V)特性


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IS阻抗譜是使用Paios太陽能電池&OLED瞬態(tài)特性測試系統(tǒng)(Fluxim,Switzerland)獲得的


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文獻(xiàn)信息

Solvent and A-Site Cation Control Preferred Crystallographic Orientation in Bromine-Based Perovskite Thin Films

Juanita Hidalgo, Yu An, Dariia Yehorova, Ruipeng Li, Joachim Breternitz, Carlo A.R. Perini, Armin Hoell, Pablo P. Boix, Susan Schorr, Joshua S. Kretchmer*, and Juan-Pablo Correa-Baena*

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