钙钛矿中光伏迟滞现象的研究

美国和中国的研究人员使用纳米尺度的电和基于应变的SPM技术来研究钙钛矿材料中的光诱导过程。结果表明，离子迁移对光电流迟滞的影响较大，自发极化对光电流迟滞的影响较小。

卤化物钙钛矿材料是令人兴奋的候选材料新一代光电由于它们的高转换效率和相对容易制造。然而，钙钛矿太阳能电池的大规模生产需要更好地理解电流滞后及其对器件效率和稳定性的影响。

来自华盛顿大学西雅图分校(美国)、中国科学院深圳分校和几所中国大学的研究团队已经深入了解了这一问题。他们应用扫描探针显微镜(SPM)技术来测量在光和暗条件下纳米尺度上的电和机电行为。样品中含有三阳离子混合卤化物钙钛矿CsFAMA [Cs_x(足总_y妈_1−y）_1−xPb(我_zBr_1−z）_3.]，其中FA=NH₂CHNH₂(甲醛)和MA=CH_3.NH₂(methylammonium)。

SPM数据表明，光照引起的磁滞极小，但极化应变明显增强。这些结果表明，铁电卤化物钙钛矿的光伏迟滞主要是由离子迁移引起的，而不是自发极化。进一步利用纳米尺度信息构建了宏观尺度CsFAMA太阳能电池，效率为20.11%，滞回指数低至3%。

该结果首次建立了钙钛矿中离子迁移、极化和迟滞之间的纳米级相关性。通过这样做，他们促进了对钙钛矿光伏过程的理解，并可能加速商用钙钛矿太阳能电池的发展。

仪器使用

MFP-3D

技术使用

基于动态应变的SPM实验MFP-3D AFM在光照和黑暗条件下。的MFP-3D无限AFMs的光伏选项提供了一个交钥匙解决方案的实验，如这些需要高分辨率测量与同时底样照明。基于应变的实验使用了其中之一压电反应力显微镜(PFM)或者自定义，逐点测量一阶和二阶谐波响应。为了提高灵敏度，PFM在双交流共振跟踪模式(DART PFM)．在不同的正向和反向电压偏置下，得到了光电流的图像带有ORCA模块的MFP-3D导电AFM (CAFM)．图像采集时间通过使用最小MacroBuild高级GUI在继续扫描的同时自动调整直流偏压。

引用:夏刚，黄斌，张颖等，三阳离子混合卤化物钙钛矿光伏滞后的纳米级洞察:解决极化和离子迁移的作用。放置板牙。31， 1902870(2019)。https://doi.org/10.1002/adma.201902870

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