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光还是热：在太阳能电池工作条件下，是什么导致了卤化铅钙钛矿的衰亡？

DOI：10.1021/acs.jpclett.9b03308 期刊：The Journal of Physical Chemistry Letters 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 我们首次系统评估了多种复杂铅卤化物APbX3（包含不同一价阳离子A=CH3NH3+、[NH2CHNH2]+、Cs+和卤素阴离子X=Br、I）的本征光热稳定性，采用了一系列分析技术，如紫外-可见光谱和X射线光电子能谱、X射线衍射、EDX分析、原子力与扫描电子显微镜、ESR光谱及质谱。研究表明，即使在无氧无湿条件下，热应力和光照浸泡仍会导致钙钛矿薄膜严重降解。复杂铅卤化物的稳定性排序为：MAPbBr3<MAPbI3<FAPbI3<FAPbBr3<CsPbI3<CsPbBr3，由此表明全无机钙钛矿是最具前景的稳定钙钛矿太阳能电池吸光材料。研究发现复杂铅卤化物的稳定性与其结构中所含一价阳离子卤化物的挥发性存在重要关联，该规律为设计具有显著提升稳定性的新型复合金属卤化物提供了重要指导。
作者： Azat F. Akbulatov，Lyubov A. Frolova，Nadezhda N. Dremova，Ivan S Zhidkov，Vyacheslav M. Martynenko，Sergey A. Tsarev，Sergey Yurevich Luchkin，Ernst Zagidovich Kurmaev，Sergey M. Aldoshin，Keith J. Stevenson，Pavel A Troshin
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究复杂卤化铅APbX3在太阳能电池工作条件下的本征光热稳定性，以确定钙钛矿太阳能电池中最稳定的材料。

研究成果

在太阳能电池工作条件下，复合铅卤化物的稳定性排序为：MAPbBr3<MAPbI3<FAPbI3<FAPbBr3<CsPbI3<CsPbBr3，其中全无机钙钛矿表现出最高的稳定性。一价阳离子卤化物的挥发性对材料稳定性起着关键作用，这为设计更稳定的钙钛矿太阳能电池提供了指导原则。

研究不足

该研究聚焦于受控缺氧条件下的本征稳定性，排除了氧气和水分等外在因素的影响。CsPbI3在光照下从立方相钙钛矿转变为正交相黄色相的相变过程，被视为其应用的限制因素。

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