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钡诱导的混合卤化物无机钙钛矿太阳能电池中的相分离与带隙减小

DOI：10.1038/s41467-019-12678-5 期刊：Nature Communications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 全无机金属卤化物钙钛矿在高效长期稳定材料和太阳能电池领域展现出良好发展前景。元素掺杂（尤其是铅位点掺杂）已被证实是获得高效稳定无机钙钛矿太阳能电池所需薄膜质量和材料相的有效策略。本研究展示了在CsPbI2Br中添加钡的调控作用：我们发现钡并未进入钙钛矿晶格，而是引发相分离，导致碘/溴比例较前驱体化学计量比发生改变，进而降低钙钛矿相的带隙能量。含20摩尔%钡的器件表现出14.0%的高光电转换效率，且显著抑制了无机钙钛矿中的非辐射复合，获得1.33V的高开路电压和10-4的外量子效率电致发光值。
作者： Wanchun Xiang，Zaiwei Wang，Dominik J. Kubicki，Anders Hagfeldt
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究钡掺杂对混合卤化物无机钙钛矿太阳能电池中相分离和带隙减小的影响，以提高其效率和稳定性。

研究成果

向CsPbI2Br中添加钡元素会引发相分离（钡未掺入钙钛矿晶格），导致带隙减小并抑制非辐射复合。由此制备的无机钙钛矿太阳能电池实现了14.0%的功率转换效率（PCE）和1.33 V的开路电压（VOC），证明了钡掺杂在提升太阳能电池效率与稳定性方面的潜力。

研究不足

该研究仅限于CsPb1–xBaxI2Br的特定组分，可能无法直接适用于其他钙钛矿组分。钡诱导相分离的机制及其对其他体系的普适性尚需进一步研究。

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