Nature.com сайтад зочилсонд баярлалаа. Таны ашиглаж буй хөтчийн хувилбар нь CSS дэмжлэг хязгаарлагдмал байна. Хамгийн сайн үр дүнд хүрэхийн тулд бид хөтчийнхөө шинэ хувилбарыг ашиглахыг (эсвэл Internet Explorer дээр нийцтэй байдлын горимыг унтраах) зөвлөж байна. Энэ хооронд тасралтгүй дэмжлэг үзүүлэхийн тулд бид сайтыг хэв маяг эсвэл JavaScriptгүйгээр харуулж байна.
Хар тугалганы трииодид перовскит нарны зайнуудын гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд согогийн идэвхгүйжүүлэлтийг өргөнөөр ашиглаж ирсэн боловч янз бүрийн согогуудын α-фазын тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөө тодорхойгүй хэвээр байна; Энд нягтралын функциональ онолыг ашиглан бид анх удаа формамидин хар тугалга трииодид перовскитын α-фазаас δ-фаз руу задрах замыг тодорхойлж, янз бүрийн согогуудын фазын шилжилтийн энергийн саад тотгорт үзүүлэх нөлөөллийг судална. Симуляцийн үр дүнгээс харахад иодын хоосон зай нь α-δ фазын шилжилтийн энергийн саад тотгорыг мэдэгдэхүйц бууруулж, перовскитын гадаргуу дээр хамгийн бага үүсэх энергитэй байдаг тул задралд хүргэх магадлал өндөр байдаг. Перовскитын гадаргуу дээр усанд уусдаггүй хар тугалганы оксалатын нягт давхаргыг нэвтрүүлэх нь α-фазын задралыг мэдэгдэхүйц дарангуйлж, иодын шилжилт, ууршилтаас сэргийлдэг. Нэмж дурдахад энэхүү стратеги нь гадаргуугийн цацраг идэвхт бус рекомбинацийг мэдэгдэхүйц бууруулж, нарны зайн үр ашгийг 25.39% хүртэл нэмэгдүүлдэг (баталгаажсан 24.92%). Савлагаагүй төхөөрөмж нь 1.5 Г агаарын массын цацрагийн дуураймал нөхцөлд 550 цагийн турш хамгийн их чадлаар ажилласны дараа анхны 92%-ийн үр ашгаа хадгалж чадна.
Перовскит нарны зай (PSC)-ийн эрчим хүчний хувиргалтын үр ашиг (PCE) нь 26%-ийн дээд амжилтад хүрсэн байна. 2015 оноос хойш орчин үеийн PSC-үүд формамидин трииодид перовскит (FAPbI3)-ийг маш сайн дулааны тогтвортой байдал болон Шокли-Кейссерийн 2,3,4 хязгаарт ойрхон давуу эрхтэй зурвасын зайтай тул гэрэл шингээгч давхарга болгон илүүд үздэг болсон. Харамсалтай нь FAPbI3 хальснууд нь өрөөний температурт хар α фазаас шар перовскит бус δ фаз руу термодинамикийн хувьд фазын шилжилтийг хийдэг5,6. Дельта фаз үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд янз бүрийн нарийн төвөгтэй перовскит найрлагыг боловсруулсан. Энэ асуудлыг даван туулах хамгийн түгээмэл стратеги бол FAPbI3-ийг метил аммонийн (MA+), цезий (Cs+) болон бромид (Br-) ионуудын хослолтой холих явдал юм7,8,9. Гэсэн хэдий ч эрлийз перовскитууд нь зурвасын зай тэлэх болон фотоөдөөгдсөн фазын тусгаарлалтаас болж зовж шаналж, улмаар үүссэн PSC-үүдийн гүйцэтгэл болон үйл ажиллагааны тогтвортой байдалд сөргөөр нөлөөлдөг10,11,12.
Сүүлийн үеийн судалгаагаар цэвэр дан талст FAPbI3 нь ямар ч хольцгүй маш сайн талст чанар, бага согогийн улмаас маш сайн тогтвортой байдаг болохыг харуулсан13,14. Тиймээс их хэмжээний FAPbI3-ийн талст чанарыг нэмэгдүүлэх замаар согогийг бууруулах нь үр ашигтай, тогтвортой PSC-д хүрэх чухал стратеги юм2,15. Гэсэн хэдий ч FAPbI3 PSC-ийн ажиллагааны явцад хүсээгүй шар зургаан өнцөгт перовскит бус δ фаз руу задрах нь үргэлжилж болно16. Энэ үйл явц нь ихэвчлэн олон тооны согогтой хэсгүүд байдаг тул ус, дулаан, гэрэлд илүү мэдрэмтгий гадаргуу болон ширхэгийн хил хязгаараас эхэлдэг17. Тиймээс FAPbI318-ийн хар фазыг тогтворжуулахын тулд гадаргуу/үр тарианы идэвхгүйжилт шаардлагатай. Бага хэмжээст перовскит, хүчил-суурь Льюис молекул, аммонийн галидын давсыг нэвтрүүлэх зэрэг олон согогийн идэвхгүйжилтийн стратегиуд формамидин PSC-д ихээхэн ахиц дэвшил гаргасан19,20,21,22. Өнөөдрийг хүртэл бараг бүх судалгаанууд нарны зайн дахь тээвэрлэгчийн рекомбинаци, диффузийн урт, зурвасын бүтэц зэрэг оптоэлектроник шинж чанарыг тодорхойлоход янз бүрийн согогийн үүрэгт анхаарлаа хандуулсан22,23,24. Жишээлбэл, нягтралын функциональ онолыг (DFT) янз бүрийн согогийн үүсэх энерги болон барих энергийн түвшинг онолын хувьд урьдчилан таамаглахад ашигладаг бөгөөд үүнийг практик идэвхгүйжүүлэх загварыг удирдан чиглүүлэхэд өргөн ашигладаг20,25,26. Согогийн тоо буурах тусам төхөөрөмжийн тогтвортой байдал ихэвчлэн сайжирдаг. Гэсэн хэдий ч формамидин PSC-д янз бүрийн согогийн фазын тогтвортой байдал болон фотоэлектрик шинж чанарт нөлөөлөх механизм нь огт өөр байх ёстой. Бидний мэдэхийн хэрээр согог нь куб хэлбэрээс зургаан өнцөгт (α-δ) фазын шилжилтийг хэрхэн өдөөдөг, гадаргуугийн идэвхгүйжилт нь α-FAPbI3 перовскитын фазын тогтвортой байдалд хэрхэн нөлөөлдөг талаарх үндсэн ойлголт одоо хүртэл муу ойлгогдож байна.
Энд бид FAPbI3 перовскитын хар α-фазаас шар δ-фаз руу задрах зам болон DFT-ээр дамжуулан α-δ-фаз руу шилжих энергийн саад тотгорт янз бүрийн согогийн нөлөөллийг илчилж байна. Кино үйлдвэрлэх болон төхөөрөмжийн ажиллагааны явцад амархан үүсдэг I вакансионууд нь α-δ фазын шилжилтийг эхлүүлэх магадлал өндөр гэж таамаглаж байна. Тиймээс бид in situ урвалаар FAPbI3-ийн дээр усанд уусдаггүй, химийн хувьд тогтвортой нягт хар тугалган оксалатын давхарга (PbC2O4)-ийг нэвтрүүлсэн. Хар тугалган оксалатын гадаргуу (LOS) нь I вакансион үүсэхийг дарангуйлж, дулаан, гэрэл, цахилгаан орны нөлөөгөөр өдөөгдөх үед I ионуудын шилжилтийг саатуулдаг. Үүссэн LOS нь гадаргуугийн цацраг идэвхт бус рекомбинацийг мэдэгдэхүйц бууруулж, FAPbI3 PSC-ийн үр ашгийг 25.39% хүртэл сайжруулдаг (24.92% -ийн гэрчилгээтэй). Савлагаагүй LOS төхөөрөмж нь 1.5 Г цацрагийн симуляцийн агаарын масс (AM) дээр хамгийн их чадлын цэг (MPP) дээр 550 гаруй цаг ажилласны дараа анхны үр ашгийнхаа 92%-ийг хадгалсан.
Бид эхлээд FAPbI3 перовскитын α фазаас δ фаз руу шилжих задралын замыг олохын тулд ab initio тооцооллыг хийсэн. Нарийвчилсан фазын хувиргалтын процессоор дамжуулан FAPbI3-ийн куб α-фаз дахь гурван хэмжээст булан хуваалцах [PbI6] октаэдрээс FAPbI3-ийн зургаан өнцөгт δ-фаз дахь нэг хэмжээст ирмэг хуваалцах [PbI6] октаэдр рүү шилжих шилжилтийг хийж байгааг тогтоосон. 9-ийг эвдэх. Pb-I нь эхний алхамд (Int-1) холбоо үүсгэдэг бөгөөд түүний энергийн саад тотгор нь Зураг 1a-д үзүүлсэн шиг 0.62 эВ/эсэд хүрдэг. Октаэдрийг [0\(\bar{1}\)1] чиглэлд шилжүүлэхэд зургаан өнцөгт богино гинж 1×1-ээс 1×3, 1×4 болж тэлж, эцэст нь δ фаз руу ордог. Бүх замын чиглэлийн харьцаа нь (011)α//(001)δ + [100]α//[100]δ байна. Энергийн тархалтын диаграммаас харахад FAPbI3-ийн δ фазын цөмжилтийн дараа дараах үе шатуудад энергийн саад нь α фазын шилжилтийнхээс бага байгаа нь фазын шилжилтийг хурдасгах гэсэн үг юм. Хэрэв бид α-фазын доройтлыг дарахыг хүсч байвал фазын шилжилтийг хянах эхний алхам нь чухал юм.
a Зүүнээс баруун тийш фазын хувиргалтын процесс – хар FAPbI3 фаз (α-фаз), эхний Pb-I холбооны тасралт (Int-1) болон цаашлаад Pb-I холбооны тасралт (Int-2, Int -3 ба Int -4) ба шар фаз FAPbI3 (дельта фаз). b Төрөл бүрийн дотоод цэгийн согог дээр үндэслэсэн FAPbI3-ийн α-δ фазын шилжилтийн энергийн саад тотгор. Цэгтэй шугам нь идеал болор (0.62 эВ)-ийн энергийн саад тотгорыг харуулж байна. c Хар тугалга перовскитын гадаргуу дээрх анхдагч цэгийн согог үүсэх энерги. Абсцисса тэнхлэг нь α-δ фазын шилжилтийн энергийн саад тотгор бөгөөд ординат тэнхлэг нь согог үүсэх энерги юм. Саарал, шар, ногоон өнгөөр ​​сүүдэрлэсэн хэсгүүд нь тус тус I төрөл (бага EB-өндөр FE), II төрөл (өндөр FE) ба III төрөл (бага EB-бага FE) байна. d Хяналт дахь FAPbI3-ийн VI ба LOS согог үүсэх энерги. e FAPbI3-ийн хяналт ба LOS дахь ионы шилжилтийн I саад. f – gf хяналт дахь I ионууд (улбар шар бөмбөлөг) болон gLOS FAPbI3 (саарал, хар тугалга; нил ягаан (улбар шар), иод (хөдөлгөөнт иод))-ийн шилжилтийн бүдүүвч дүрслэл (зүүн: дээд харагдац; баруун: хөндлөн огтлол, бор); нүүрстөрөгч; цайвар цэнхэр – азот; улаан – хүчилтөрөгч; цайвар ягаан – устөрөгч). Эх сурвалжийн өгөгдлийг эх сурвалжийн өгөгдлийн файл хэлбэрээр өгнө.
Дараа нь бид атомын болон энергийн түвшний фазын задралыг үүсгэдэг гол хүчин зүйлүүд гэж тооцогддог янз бүрийн дотоод цэгийн согогуудын (PbFA, IFA, PbI, IPb антиситийн эзлэлт; Pbi ба II завсрын атомууд; мөн VI, VFA, VPb вакансууд) нөлөөллийг системтэйгээр судалсан. Зураг 1b болон Нэмэлт Хүснэгт 1-д атомын болон энергийн түвшний фазын задралыг үүсгэдэг. Сонирхолтой нь, бүх согог нь α-δ фазын шилжилтийн энергийн саадыг бууруулдаггүй (Зураг 1b). Бага үүсэх энерги болон бага α-δ фазын шилжилтийн энергийн саадтай согогуудыг фазын тогтвортой байдалд хортой гэж үздэг. Өмнө нь мэдээлснээр хар тугалга ихтэй гадаргууг ерөнхийдөө формамидин PSC27-д үр дүнтэй гэж үздэг. Тиймээс бид хар тугалга ихтэй нөхцөлд PbI2-ээр төгссөн (100) гадаргуу дээр анхаарлаа хандуулдаг. Гадаргуугийн дотоод цэгийн согогийн согог үүсэх энергийг Зураг 1c болон Нэмэлт Хүснэгт 1-д үзүүлэв. Эрчим хүчний саад (EB) болон фазын шилжилтийн үүсэх энерги (FE) дээр үндэслэн эдгээр согогийг гурван төрөлд ангилдаг. I төрөл (бага EB-өндөр FE): Хэдийгээр IPb, VFA болон VPb нь фазын шилжилтийн энергийн саадыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг боловч тэдгээр нь өндөр үүсэх энергитэй байдаг. Тиймээс эдгээр төрлийн согогууд нь ховор үүсдэг тул фазын шилжилтэд хязгаарлагдмал нөлөө үзүүлдэг гэж бид үзэж байна. II төрөл (өндөр EB): α-δ фазын шилжилтийн энергийн саадыг сайжруулснаас болж PbI, IFA болон PbFA-ийн эсрэг талын согогууд нь α-FAPbI3 перовскитын фазын тогтвортой байдалд хор хөнөөл учруулдаггүй. III төрөл (бага EB-бага FE): Харьцангуй бага үүсэх энергитэй VI, Ii болон Pbi согогууд нь хар фазын задралд хүргэж болзошгүй. Ялангуяа хамгийн бага FE болон EB VI-г харгалзан үзвэл хамгийн үр дүнтэй стратеги бол I-ийн хоосон зайг багасгах явдал гэж бид үзэж байна.
VI-г бууруулахын тулд бид FAPbI3-ийн гадаргууг сайжруулахын тулд PbC2O4-ийн нягт давхаргыг боловсруулсан. Фенилэтиламмониум иодид (PEAI) болон n-октиламмониум иодид (OAI) зэрэг органик галоген давсны идэвхгүйжүүлэгчтэй харьцуулахад хөдөлгөөнт галоген ион агуулаагүй PbC2O4 нь химийн хувьд тогтвортой, усанд уусдаггүй бөгөөд өдөөлтөд амархан идэвхгүйждэг. Перовскитын гадаргуугийн чийгшил болон цахилгаан орон сайн тогтворждог. PbC2O4-ийн усанд уусах чадвар нь ердөө 0.00065 г/л бөгөөд энэ нь PbSO428-ээс ч бага байна. Хамгийн чухал нь LOS-ийн нягт, жигд давхаргыг in situ урвал ашиглан перовскитын хальсан дээр зөөлөн бэлтгэж болно (доор үзнэ үү). Бид Нэмэлт Зураг 1-д үзүүлсэн шиг FAPbI3 ба PbC2O4-ийн хоорондох гадаргуугийн холболтын DFT симуляцийг хийсэн. Нэмэлт Хүснэгт 2-т LOS тарьсны дараах согог үүсэх энергийг харуулав. Бид LOS нь VI согогийн үүсэх энергийг 0.69–1.53 эВ-ээр нэмэгдүүлээд зогсохгүй (Зураг 1d), мөн шилжилтийн гадаргуу болон гарах гадаргуу дээрх I-ийн идэвхжүүлэлтийн энергийг нэмэгдүүлдэг болохыг тогтоосон (Зураг 1e). Эхний шатанд I ионууд перовскитийн гадаргуу дагуу шилжиж, VI ионууд 0.61 эВ энергийн саадтай торлог байрлалд үлддэг. LOS-ийг нэвтрүүлсний дараа стерик саадын нөлөөгөөр I ионын шилжилтийн идэвхжүүлэлтийн энерги 1.28 эВ хүртэл нэмэгддэг. I ионууд перовскитийн гадаргуугаас гарах шилжилтийн үед VOC дахь энергийн саад нь хяналтын дээжээс өндөр байдаг (Зураг 1e). Хяналт болон LOS FAPbI3 дахь I ионы шилжилтийн замын бүдүүвч диаграммыг тус тус Зураг 1 f ба g-д үзүүлэв. Симуляцийн үр дүнгээс харахад LOS нь VI согог үүсэх болон I-ийн ууршилтыг дарангуйлж, улмаар α-аас δ фазын шилжилтийн цөмжилтөөс сэргийлж чадна.
Оксалийн хүчил ба FAPbI3 перовскитын хоорондох урвалыг туршсан. Оксалийн хүчил ба FAPbI3-ийн уусмалыг хольсны дараа Нэмэлт Зураг 2-т үзүүлсэн шиг их хэмжээний цагаан тунадас үүссэн. Нунтаг бүтээгдэхүүнийг рентген дифракци (XRD) (Нэмэлт Зураг 3) болон Фурье хувиргасан хэт улаан туяаны спектроскопи (FTIR) (Нэмэлт Зураг 4) ашиглан цэвэр PbC2O4 материал гэж тодорхойлсон. Бид оксалийн хүчил нь өрөөний температурт изопропилийн спиртэнд (IPA) маш сайн уусдаг бөгөөд ойролцоогоор 18 мг/мл уусах чадвартай болохыг тогтоосон бөгөөд энэ нь Нэмэлт Зураг 5-т үзүүлсэн шиг юм. Энэ нь IPA нь нийтлэг идэвхгүйжүүлэгч уусгагч болох перовскитын давхаргыг богино хугацаанд гэмтээдэггүй тул дараагийн боловсруулалтыг хялбар болгодог29. Тиймээс перовскитын хальсыг оксалийн хүчлийн уусмалд дүрэх эсвэл оксалийн хүчлийн уусмалыг перовскит дээр ээрүүлэн бүрэх замаар дараах химийн тэгшитгэлийн дагуу перовскитын хальсны гадаргуу дээр нимгэн, нягт PbC2O4-ийг хурдан гаргаж авах боломжтой: H2C2O4 + FAPbI3 = PbC2O4 + FAI +HI. FAI-г IPA-д уусгаж, улмаар хоол хийх явцад зайлуулж болно. LOS-ийн зузааныг урвалын хугацаа болон урьдал бодисын концентрациар хянаж болно.
Хяналтын болон LOS перовскит хальсны сканнердах электрон микроскоп (SEM) зургийг Зураг 2a, b-д үзүүлэв. Үр дүнгээс харахад перовскитийн гадаргуугийн морфологи сайн хадгалагдсан бөгөөд үр тарианы гадаргуу дээр олон тооны нарийн ширхэгтэй хэсгүүд хуримтлагдсан бөгөөд энэ нь in-situ урвалаар үүссэн PbC2O4 давхаргыг төлөөлөх ёстой. LOS перовскит хальс нь хяналтын хальстай харьцуулахад арай гөлгөр гадаргуутай (Нэмэлт Зураг 6) бөгөөд устай харьцах өнцөг нь илүү том (Нэмэлт Зураг 7). Бүтээгдэхүүний гадаргуугийн давхаргыг ялгахын тулд өндөр нягтралтай хөндлөн дамжуулалтын электрон микроскоп (HR-TEM) ашигласан. Хяналтын хальстай (Зураг 2c) харьцуулахад LOS перовскитийн дээр ойролцоогоор 10 нм зузаантай жигд, нягт нимгэн давхарга тод харагдаж байна (Зураг 2d). PbC2O4 ба FAPbI3-ийн хоорондох интерфэйсийг судлахын тулд өндөр өнцөгт цагираг хэлбэртэй харанхуй талбайн сканнердах электрон микроскоп (HAADF-STEM) ашиглан FAPbI3-ийн талст бүсүүд болон PbC2O4-ийн аморф бүсүүд байгааг тодорхой ажиглаж болно (Нэмэлт Зураг 8). Оксалийн хүчлийн боловсруулалтын дараах перовскитын гадаргуугийн найрлагыг 2e-g зурагт үзүүлсэнчлэн рентген фотоэлектрон спектроскопийн (XPS) хэмжилтээр тодорхойлсон. Зураг 2e-д C 1s оргилууд нь тус тус 284.8 эВ ба 288.5 эВ орчимд CC болон FA дохионуудад хамаарна. Хяналтын мембрантай харьцуулахад LOS мембран нь 289.2 эВ дээр нэмэлт оргил үзүүлсэн бөгөөд энэ нь C2O42--тэй холбоотой юм. LOS перовскитын O 1s спектр нь 531.7 эВ, 532.5 эВ, 533.4 эВ дээр химийн хувьд ялгаатай гурван O 1s оргилуудыг харуулдаг бөгөөд энэ нь OH бүрэлдэхүүн хэсгийн бүрэн бүтэн оксалатын бүлэг 30 ба O атомуудын депротонжуулсан COO, C=O-тэй тохирч байна (Зураг 2e). )). Хяналтын дээжийн хувьд зөвхөн бага хэмжээний O 1s оргил ажиглагдсан бөгөөд үүнийг гадаргуу дээр хүчилтөрөгчийн хими шингээлттэй холбон тайлбарлаж болно. Pb 4f7/2 ба Pb 4f5/2-ийн хяналтын мембраны шинж чанарууд нь тус тус 138.4 эВ ба 143.3 эВ дээр байрладаг. LOS перовскит нь Pb оргил нь ойролцоогоор 0.15 эВ-ийн өндөр холболтын энерги рүү шилжиж байгааг ажигласан бөгөөд энэ нь C2O42- ба Pb атомуудын хоорондох илүү хүчтэй харилцан үйлчлэлийг харуулж байна (Зураг 2g).
a Хяналтын болон b LOS перовскит хальсны SEM зургууд, дээрээс харсан байдал. c Хяналтын болон d LOS перовскит хальсны өндөр нарийвчлалтай хөндлөн огтлолын дамжуулалтын электрон микроскоп (HR-TEM). e C 1s, f O 1s болон g Pb 4f перовскит хальсны өндөр нарийвчлалтай XPS. Эх сурвалжийн өгөгдлийг эх сурвалжийн өгөгдлийн файл хэлбэрээр өгдөг.
DFT-ийн үр дүнгээс харахад VI согог болон I шилжилт нь α-аас δ руу фазын шилжилтийг амархан үүсгэдэг гэж онолын хувьд таамаглаж байна. Өмнөх тайланд хальсыг гэрэл болон дулааны стресст өртүүлсний дараа фото дүрэх үед PC дээр суурилсан перовскит хальснаас I2 хурдан ялгардаг болохыг харуулсан31,32,33. Хар тугалганы оксалатын перовскитын α-фазад тогтворжуулах нөлөөг баталгаажуулахын тулд бид хяналтын болон LOS перовскит хальсыг тус тус толуол агуулсан тунгалаг шилэн саванд дүрж, дараа нь 24 цагийн турш 1 нарны гэрлээр цацсан. Зураг 3a-д үзүүлсэн шиг бид хэт ягаан туяа болон харагдах гэрлийн (UV-Vis) толуолын уусмалын шингээлтийг хэмжсэн. Хяналтын дээжтэй харьцуулахад LOS-перовскитын хувьд I2 шингээлтийн эрчим хамаагүй бага ажиглагдсан бөгөөд энэ нь авсаархан LOS нь гэрэл дүрэх үед перовскит хальснаас I2 ялгаралтыг дарангуйлж болохыг харуулж байна. Хуучин хяналтын болон LOS перовскит хальсны зургийг 3b ба c зурагны оруулгад үзүүлэв. LOS перовскит нь хар хэвээр байгаа бол хяналтын хальсны ихэнх хэсэг нь шар өнгөтэй болсон байна. Дүрсэн хальсны хэт ягаан туяаны шингээлтийн спектрийг Зураг 3b, c-д үзүүлэв. Хяналтын хальсан дахь α-тай харгалзах шингээлт тодорхой буурсан болохыг бид ажигласан. Кристал бүтцийн хувьслыг баримтжуулахын тулд рентген туяаны хэмжилт хийсэн. 24 цагийн гэрэлтүүлгийн дараа хяналтын перовскит нь хүчтэй шар δ-фазын дохио (11.8°) үзүүлсэн бол LOS перовскит нь сайн хар фазыг хадгалсаар байв (Зураг 3d).
Хяналтын хальс болон LOS хальсыг 24 цагийн турш 1 нарны гэрэлд дүрсэн толуолын уусмалын хэт ягаан туяаны шингээлтийн спектрүүд. Оруулгад хальс бүрийг тэнцүү хэмжээний толуолд дүрсэн шилэн савыг харуулав. b Хяналтын хальс болон c LOS хальсыг 24 цагийн турш 1 нарны гэрэлд дүрэхээс өмнө болон дараа нь хэт ягаан туяаны шингээлтийн спектрүүд. Оруулгад туршилтын хальсны зургийг харуулав. d Хяналтын болон LOS хальсны 24 цагийн өмнө болон дараа рентген дифракцийн хэв маяг. Хяналтын хальс e болон f LOS хальсны 24 цагийн дараа авсан SEM зургууд. Эх сурвалжийн өгөгдлийг эх сурвалжийн өгөгдлийн файл хэлбэрээр өгнө.
Бид 3e, f-р зурагт үзүүлсэн шиг 24 цагийн гэрэлтүүлгийн дараа перовскит хальсны бичил бүтцийн өөрчлөлтийг ажиглахын тулд сканнердах электрон микроскоп (SEM) хэмжилт хийсэн. Хяналтын хальсанд том ширхэгүүд устаж, жижиг зүү болж хувирсан нь δ-фазын бүтээгдэхүүн FAPbI3-ийн морфологитой тохирч байв (Зураг 3e). LOS хальсны хувьд перовскит ширхэгүүд сайн нөхцөлд хэвээр байна (Зураг 3f). Үр дүнгээс харахад I-ийн алдагдал нь хар фазаас шар фаз руу шилжих шилжилтийг мэдэгдэхүйц өдөөдөг бол PbC2O4 нь хар фазыг тогтворжуулж, I-ийн алдагдалаас сэргийлдэг болохыг баталсан. Гадаргуу дээрх хоосон зайны нягтрал нь үр тарианы бөөнд байгаагаас хамаагүй өндөр байдаг тул34 энэ үе шат нь үр тарианы гадаргуу дээр нэгэн зэрэг иодыг ялгаруулж, VI үүсгэх магадлал өндөр байдаг. DFT-ийн таамаглаж байсанчлан LOS нь VI согог үүсэхийг дарангуйлж, I ионууд перовскитийн гадаргуу руу шилжихээс сэргийлж чадна.
Түүнчлэн, агаар мандлын агаарт (харьцангуй чийгшил 30-60%) перовскит хальсны чийгийн эсэргүүцэлд PbC2O4 давхаргын нөлөөллийг судалсан. Нэмэлт Зураг 9-д үзүүлсэнчлэн LOS перовскит нь 12 хоногийн дараа хар хэвээр байсан бол хяналтын хальс нь шар өнгөтэй болсон. XRD хэмжилтээр хяналтын хальс нь FAPbI3-ийн δ үе шаттай тохирч буй 11.8°-д хүчтэй оргил үзүүлсэн бол LOS перовскит нь хар α үе шатыг сайн хадгалдаг (Нэмэлт Зураг 10).
Перовскитын гадаргуу дээрх хар тугалганы оксалатын идэвхгүйжүүлэлтийн нөлөөг судлахын тулд тогтвортой төлөвт фотолюминесценц (PL) болон цаг хугацааны шийдлээр тодорхойлогдсон фотолюминесценц (TRPL)-ийг ашигласан. Зураг 4a-д LOS хальс нь PL-ийн эрчим нэмэгдсэн болохыг харуулж байна. PL зураглалын зурагт 10 × 10 μm2 талбай дээрх LOS хальсны эрчим нь хяналтын хальсныхаас өндөр байна (Нэмэлт Зураг 11), энэ нь PbC2O4 нь перовскитын хальсыг жигд идэвхгүйжүүлдэг болохыг харуулж байна. Тээвэрлэгчийн ашиглалтын хугацааг TRPL-ийн задралыг нэг экспоненциал функцээр ойролцоолж тодорхойлно (Зураг 4b). LOS хальсны тээгчийн ашиглалтын хугацаа нь 5.2 μs бөгөөд энэ нь 0.9 μs тээгчийн ашиглалтын хугацаатай хяналтын хальснаас хамаагүй урт бөгөөд гадаргуугийн цацраг идэвхгүй рекомбинаци буурсан болохыг харуулж байна.
Шилэн суурь дээрх перовскит хальсны түр зуурын PL-ийн тогтвортой төлөвт PL ба b-спектрүүд. c Төхөөрөмжийн SP муруй (FTO/TiO2/SnO2/перовскит/спиро-OMeTAD/Au). d Хамгийн үр ашигтай төхөөрөмжөөс нэгтгэсэн EQE спектр ба Jsc EQE спектр. d Перовскит төхөөрөмжийн гэрлийн эрчим нь Voc диаграммаас хамааралтай. f ITO/PEDOT:PSS/перовскит/PCBM/Au цэвэр нүхний төхөөрөмж ашиглан хийсэн ердийн MKRC шинжилгээ. VTFL нь хамгийн их хавх дүүргэх хүчдэл юм. Эдгээр өгөгдлөөс бид хавхны нягтралыг (Nt) тооцоолсон. Эх сурвалжийн өгөгдлийг эх сурвалжийн өгөгдлийн файл хэлбэрээр өгдөг.
Хар тугалган оксалатын давхаргын төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд үзүүлэх нөлөөг судлахын тулд уламжлалт FTO/TiO2/SnO2/перовскит/спиро-OMeTAD/Au холбоо барих бүтцийг ашигласан. Төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд бид метиламин гидрохлорид (MACl)-ийн оронд перовскитын урьдал бодист нэмэлт болгон формамидин хлорид (FACl) ашигладаг, учир нь FACl нь илүү сайн талст чанарыг хангаж, FAPbI335-ийн зурвасын зайнаас зайлсхийх боломжтой (дэлгэрэнгүй харьцуулалтыг Нэмэлт Зураг 1 ба 2-оос үзнэ үү). 12-14). IPA нь диэтил эфир (DE) эсвэл хлорбензол (CB)36-тай харьцуулахад перовскитын хальсанд илүү сайн талст чанар, илүү тохиромжтой чиглэлийг өгдөг тул уусгагчийн эсрэг бодис болгон сонгосон (Нэмэлт Зураг 15 ба 16). Оксалийн хүчлийн концентрацийг тохируулах замаар согогийн идэвхгүйжилт болон цэнэгийн тээвэрлэлтийг сайн тэнцвэржүүлэхийн тулд PbC2O4-ийн зузааныг сайтар оновчтой болгосон (Нэмэлт Зураг 17). Оновчтой удирдлага болон LOS төхөөрөмжүүдийн хөндлөн огтлолын SEM зургуудыг Нэмэлт Зураг 18-д үзүүлэв. Удирдлага болон LOS төхөөрөмжүүдийн ердийн гүйдлийн нягтрал (CD) муруйг Зураг 4c-д үзүүлсэн бөгөөд гаргаж авсан параметрүүдийг Нэмэлт Хүснэгт 3-т үзүүлэв. Хамгийн их чадлын хувиргалтын үр ашиг (PCE) хяналтын нүднүүд 23.43% (22.94%), Jsc 25.75 мА см-2 (25.74 мА см-2), Voc 1.16 В (1.16 В) ба урвуу (урагш) сканнердах. Дүүргэлтийн коэффициент (FF) нь 78.40% (76.69%). Хамгийн их PCE LOS PSC нь 25.39% (24.79%), Jsc нь 25.77 мА см-2, Voc нь 1.18 В, FF нь урвуу (урагш сканнердах)-аас 83.50% (81.52%) байна. LOS төхөөрөмж нь итгэмжлэгдсэн гуравдагч талын фотоволтайк лабораторид 24.92%-ийн баталгаажсан фотоволтайк гүйцэтгэлд хүрсэн (Нэмэлт Зураг 19). Гадаад квант үр ашиг (EQE) нь тус тус 24.90 мА см-2 (хяналтын) болон 25.18 мА см-2 (LOS PSC) интегралчилсан Jsc өгсөн бөгөөд энэ нь стандарт AM 1.5 G спектрт хэмжсэн Jsc-тэй сайн тохирч байсан (Зураг .4d). Хяналтын болон LOS PSC-ийн хэмжсэн PCE-ийн статистик тархалтыг Нэмэлт Зураг 20-д үзүүлэв.
Зураг 4e-д үзүүлсэнчлэн, хавхны тусламжтайгаар гадаргуугийн рекомбинацид PbC2O4-ийн нөлөөг судлахын тулд Voc болон гэрлийн эрчим хоорондын хамаарлыг тооцоолсон. LOS төхөөрөмжийн суурилуулсан шугамын налуу нь 1.16 кБТ/кв бөгөөд энэ нь хяналтын төхөөрөмжийн суурилуулсан шугамын налуугаас (1.31 кБТ/кв) бага бөгөөд энэ нь LOS нь гадаргуугийн рекомбинацийг заль мэхээр дарангуйлахад ашигтай болохыг баталж байна. Бид орон зайн цэнэгийн гүйдлийн хязгаарлалт (SCLC) технологийг ашиглан зурагт үзүүлсэн шиг нүхний төхөөрөмжийн харанхуй IV шинж чанарыг (ITO/PEDOT:PSS/перовскит/спиро-OMeTAD/Au) хэмжиж, перовскит хальсны согогийн нягтралыг тоон үзүүлэлтээр хэмждэг. 4f Үзүүл. Хавхны нягтралыг Nt = 2ε0εVTFL/eL2 томъёогоор тооцоолно. Энд ε нь перовскит хальсны харьцангуй диэлектрик тогтмол, ε0 нь вакуумын диэлектрик тогтмол, VTFL нь хавхыг дүүргэх хязгаарлах хүчдэл, e нь цэнэг, L нь перовскит хальсны зузаан (650 нм). VOC төхөөрөмжийн согогийн нягтралыг 1.450 × 1015 см–3 гэж тооцоолсон бөгөөд энэ нь хяналтын төхөөрөмжийн согогийн нягтрал болох 1.795 × 1015 см–3-аас бага байна.
Савлагаагүй төхөөрөмжийг урт хугацааны гүйцэтгэлийн тогтвортой байдлыг шалгахын тулд азотын дор бүтэн өдрийн гэрэлд хамгийн их чадлын цэг (MPP) дээр туршсан (Зураг 5a). 550 цагийн дараа LOS төхөөрөмж хамгийн их үр ашгийнхаа 92%-ийг хадгалсан хэвээр байсан бол хяналтын төхөөрөмжийн гүйцэтгэл анхны гүйцэтгэлийнхээ 60% хүртэл буурсан байв. Хуучин төхөөрөмжийн элементүүдийн тархалтыг нислэгийн хугацааны хоёрдогч ионы массын спектрометрээр (ToF-SIMS) хэмжсэн (Зураг 5b, c). Алтны дээд хяналтын хэсэгт иодын их хэмжээний хуримтлал ажиглагдаж байна. Идэвхгүй хийн хамгаалалтын нөхцөлд чийг, хүчилтөрөгч зэрэг байгаль орчныг доройтуулдаг хүчин зүйлсийг оруулаагүй тул дотоод механизмууд (өөрөөр хэлбэл ионы шилжилт хөдөлгөөн) үүнд нөлөөлдөг болохыг харуулж байна. ToF-SIMS-ийн үр дүнгээс харахад Au электродоос I- ба AuI2- ионууд илэрсэн бөгөөд энэ нь I-ийн перовскитээс Au руу тархаж байгааг харуулж байна. Хяналтын төхөөрөмж дэх I- ба AuI2- ионуудын дохионы эрчим нь VOC дээжээс ойролцоогоор 10 дахин их байна. Өмнөх тайланд ионы нэвчилт нь спиро-OMeTAD-ийн нүхний дамжуулах чадварыг хурдан бууруулж, дээд электродын давхаргын химийн зэврэлтэд хүргэж, улмаар төхөөрөмжийн гадаргуугийн холбоог муутгадаг болохыг харуулсан37,38. Au электродыг авч, спиро-OMeTAD давхаргыг хлорбензолын уусмалаар суурь материалаас цэвэрлэсэн. Дараа нь бид хальсыг грейпфракцийн рентген дифракц (GIXRD) ашиглан шинжилсэн (Зураг 5d). Үр дүнгээс харахад хяналтын хальс нь 11.8°-д илэрхий дифракцийн оргилтой байдаг бол LOS дээжинд шинэ дифракцийн оргил гарч ирээгүй байна. Үр дүнгээс харахад хяналтын хальсан дахь I ионуудын их хэмжээний алдагдал нь δ фазыг үүсгэхэд хүргэдэг бол LOS хальсан дээр энэ үйл явц тодорхой дарангуйлагддаг.
Азотын агаар мандалд болон хэт ягаан туяаны шүүлтүүргүй 1 нарны гэрэлд битүүмжлээгүй төхөөрөмжийн 575 цагийн тасралтгүй MPP хяналт. LOS MPP хяналтын төхөөрөмж болон хөгшрөлтийн төхөөрөмж дэх b I- ба c AuI2- ионуудын ToF-SIMS тархалт. Шар, ногоон, улбар шар өнгийн сүүдэр нь Au, Spiro-OMeTAD болон перовскиттэй тохирч байна. d MPP туршилтын дараа перовскит хальсны GIXRD. Эх сурвалжийн өгөгдлийг эх сурвалжийн өгөгдлийн файл хэлбэрээр өгдөг.
PbC2O4 нь ионы шилжилтийг дарангуйлж чадна гэдгийг баталгаажуулахын тулд температураас хамааралтай дамжуулах чадварыг хэмжсэн (Нэмэлт Зураг 21). Ионы шилжилтийн идэвхжүүлэлтийн энерги (Ea)-г FAPbI3 хальсны дамжуулах чанарын өөрчлөлтийг (σ) өөр өөр температурт (T) хэмжиж, Нернст-Эйнштейний хамаарлыг ашиглан тодорхойлно: σT = σ0exp(−Ea/kBT), энд σ0 нь тогтмол, kB нь Больцманы тогтмол юм. Бид Ea-ийн утгыг ln(σT)-ийн 1/T-тэй харьцуулсан налуугаас гаргаж авдаг бөгөөд энэ нь хяналтын хувьд 0.283 эВ, LOS төхөөрөмжийн хувьд 0.419 эВ байна.
Товчхондоо, бид FAPbI3 перовскитын задралын зам болон α-δ фазын шилжилтийн энергийн саад тотгорт янз бүрийн согогийн нөлөөллийг тодорхойлох онолын хүрээг гаргаж байна. Эдгээр согогуудын дунд VI согогууд нь α-аас δ руу фазын шилжилтийг амархан үүсгэдэг гэж онолын хувьд таамаглаж байна. I хоосон зай үүсэх, I ионуудын шилжилтийг дарангуйлах замаар FAPbI3-ийн α-фазыг тогтворжуулахын тулд усанд уусдаггүй, химийн хувьд тогтвортой нягт PbC2O4 давхаргыг нэвтрүүлдэг. Энэхүү стратеги нь гадаргуугийн цацраг идэвхт бус рекомбинацийг мэдэгдэхүйц бууруулж, нарны зайн үр ашгийг 25.39% хүртэл нэмэгдүүлж, үйл ажиллагааны тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. Бидний үр дүн нь согогоос үүдэлтэй α-δ фазын шилжилтийг дарангуйлснаар үр ашигтай, тогтвортой формамидин PSC-д хүрэх удирдамжийг өгдөг.
Титан (IV) изопропоксид (TTIP, 99.999%)-ийг Sigma-Aldrich-аас, давсны хүчил (HCl, 35.0–37.0%) болон этанол (усгүй)-ийг Гуанжоугийн химийн үйлдвэрээс, SnO2 (15 жингийн% цагаан тугалганы (IV) оксидын коллоид дисперс)-ийг Alfa Aesar-аас, хар тугалга (II) иодид (PbI2, 99.99%)-ийг TCI ​​Shanghai (Хятад)-аас худалдан авсан. Формамидин иодид (FAI, ≥99.5%), формамидин хлорид (FACl, ≥99.5%), метиламин гидрохлорид (MACl, ≥99.5%), 2,2′,7,7′-тетракис-(N, N-ди-п) )-метоксианилин)-9,9′-спиробифлуорен (Спиро-OMeTAD, ≥99.5%), литийн бис(трифторметан)сульфонилимид (Li-TFSI, 99.95%), 4-терт-бутилпиридин (tBP, 96%)-ийг Сиань Полимер Хөнгөн Технологийн Компаниас (Хятад) худалдан авсан. N,N-диметилформамид (DMF, 99.8%), диметил сульфоксид (DMSO, 99.9%), изопропилийн спирт (IPA, 99.8%), хлорбензол (CB, 99.8%), ацетонитрил (ACN). Sigma-Aldrich-аас худалдаж авсан. Оксалийн хүчил (H2C2O4, 99.9%)-ийг Macklindan худалдаж авсан. Бүх химийн бодисыг өөр ямар ч өөрчлөлтгүйгээр хүлээн авсан байдлаар нь ашигласан.
ITO эсвэл FTO субстратуудыг (1.5 × 1.5 см2) угаалгын нунтаг, ацетон, этанолоор тус тус 10 минутын турш хэт авианы аргаар цэвэрлэж, дараа нь азотын урсгал дор хатаасан. Титан диизопропоксибис (ацетилацетонат)-ын этанол дахь уусмал (1/25, v/v) ашиглан FTO субстрат дээр нягт TiO2 хаалт давхаргыг түрхсэн. SnO2 коллоид дисперсийг 1:5 эзлэхүүний харьцаатай ионжуулсан усаар шингэлсэн. 20 минутын турш хэт ягаан туяаны озоноор боловсруулсан цэвэр субстрат дээр SnO2 нано хэсгүүдийн нимгэн хальсыг 4000 эрг/мин хурдтайгаар 30 секундын турш түрхэж, дараа нь 150 °C-д 30 минутын турш урьдчилан халаана. Перовскитын урьдал уусмалын хувьд 275.2 мг FAI, 737.6 мг PbI2 болон FACl (20 моль%)-ийг DMF/DMSO (15/1) холимог уусгагчид уусгасан. Перовскитын давхаргыг хэт ягаан туяагаар озоноор боловсруулсан SnO2 давхаргын дээр 40 мкл перовскитын урьдал уусмалыг 5000 эрг/мин хурдтайгаар орчны агаарт 25 секундын турш центрифугээр бэлтгэсэн. Сүүлийн удаа хэрэглэснээс 5 секундын дараа 50 мкл MACl IPA уусмал (4 мг/мл)-ийг антиуусгагч болгон суурь дээр хурдан дусааж бэлтгэсэн. Дараа нь шинээр бэлтгэсэн хальсыг 150°C-д 20 минут, дараа нь 100°C-д 10 минут хатаасан. Перовскитын хальсыг өрөөний температурт хөргөсний дараа H2C2O4 уусмалыг (1 мл IPA-д уусгасан 1, 2, 4 мг) 4000 эрг/мин хурдтайгаар 30 секундын турш центрифугээр хийж перовскитын гадаргууг идэвхгүй болгосон. 72.3 мг спиро-OMeTAD, 1 мл CB, 27 µl tBP болон 17.5 µl Li-TFSI (1 мл ацетонитрилд 520 мг)-ийг хольж бэлтгэсэн спиро-OMeTAD уусмалыг 30 секундын дотор 4000 эрг/мин хурдтайгаар хальсан дээр ээрүүлэн түрхсэн. Эцэст нь 100 нм зузаантай Au давхаргыг вакуум дотор 0.05 нм/с (0~1 нм), 0.1 нм/с (2~15 нм) болон 0.5 нм/с (16~100 нм) хурдаар ууршуулсан.
Перовскит нарны зайнуудын SC гүйцэтгэлийг 100 мВт/см2 гэрлийн эрчимтэй Keithley 2400 метрийн нарны симулятор гэрэлтүүлгийн дор (SS-X50) хэмжиж, тохируулсан стандарт цахиурын нарны зайгаар баталгаажуулсан. Өөрөөр заагаагүй бол SP муруйг азотоор дүүргэсэн бээлийний хайрцагт өрөөний температурт (~25°C) урагш болон урвуу сканнердах горимд (хүчдэлийн алхам 20 мВ, хойшлуулах хугацаа 10 мс) хэмжсэн. Хэмжсэн PSC-ийн 0.067 см2 үр дүнтэй талбайг тодорхойлохын тулд сүүдрийн маск ашигласан. EQE хэмжилтийг PVE300-IVT210 систем (Industrial Vision Technology(s) Pte Ltd) ашиглан орчны агаарт төхөөрөмж дээр төвлөрсөн монохромат гэрэлтэй хийсэн. Төхөөрөмжийн тогтвортой байдлын хувьд капсулгүй нарны зайнуудыг хэт ягаан туяаны шүүлтүүргүйгээр 100 мВт/см2 даралттай азотын бээлийний хайрцагт туршсан. ToF-SIMS-ийг PHI nanoTOFII нислэгийн хугацаа SIMS ашиглан хэмждэг. Гүнийн профайлыг 400×400 µм талбайтай 4 кВ-ын Ar ионы буу ашиглан олж авсан.
Рентген фотоэлектрон спектроскопийн (XPS) хэмжилтийг 5.0 × 10–7 Па даралттай монохроматжуулсан Al Kα (XPS горимд зориулсан) ашиглан Thermo-VG Scientific систем (ESCALAB 250) дээр гүйцэтгэсэн. Сканнердах электрон микроскоп (SEM)-ийг JEOL-JSM-6330F систем дээр гүйцэтгэсэн. Перовскит хальсны гадаргуугийн морфологи ба барзгар байдлыг атомын хүчний микроскоп (AFM) (Bruker Dimension FastScan) ашиглан хэмжсэн. STEM болон HAADF-STEM-ийг FEI Titan Themis STEM дээр хадгалдаг. UV-Vis шингээлтийн спектрийг UV-3600Plus (Shimadzu Corporation) ашиглан хэмжсэн. Орон зайн цэнэгийн хязгаарлалтын гүйдэл (SCLC)-ийг Keithley 2400 метр дээр бүртгэсэн. Зөөгчдийн насан туршийн задралын тогтвортой төлөвт фотолюминесценц (PL) болон цаг хугацааны нарийвчлалтай фотолюминесценц (TRPL)-ийг FLS 1000 фотолюминесценцийн спектрометр ашиглан хэмжсэн. PL зураглалын зургийг Horiba LabRam Raman систем HR Evolution ашиглан хэмжсэн. Фурье хувиргасан хэт улаан туяаны спектроскопи (FTIR)-ийг Thermo-Fisher Nicolet NXR 9650 систем ашиглан гүйцэтгэсэн.
Энэхүү бүтээлдээ бид α-фазаас δ-фаз руу шилжих фазын шилжилтийн замыг судлахын тулд SSW замын түүвэрлэлтийн аргыг ашигласан. SSW аргаар потенциал энергийн гадаргуугийн хөдөлгөөнийг санамсаргүй зөөлөн горимын (хоёр дахь уламжлал) чиглэлээр тодорхойлдог бөгөөд энэ нь потенциал энергийн гадаргууг нарийвчлан, бодитой судлах боломжийг олгодог. Энэхүү бүтээлд замын түүвэрлэлтийг 72 атомын супер эс дээр хийж, DFT түвшинд 100 гаруй анхны/эцсийн төлөв (IS/FS) хосыг цуглуулдаг. IS/FS хос өгөгдлийн багц дээр үндэслэн анхны бүтэц болон эцсийн бүтцийг холбосон замыг атомуудын хоорондох харгалзах харьцаагаар тодорхойлж, дараа нь хувьсах нэгжийн гадаргуугийн дагуух хоёр чиглэлт хөдөлгөөнийг шилжилтийн төлөвийн аргыг жигд тодорхойлоход ашиглаж болно. (VK-DESV). Шилжилтийн төлөвийг хайсны дараа энергийн саадыг эрэмбэлэх замаар хамгийн бага саадтай замыг тодорхойлж болно.
Бүх DFT тооцооллыг VASP (5.3.5 хувилбар) ашиглан гүйцэтгэсэн бөгөөд үүнд C, N, H, Pb, болон I атомуудын электрон-ионы харилцан үйлчлэлийг төсөөлсөн олшруулсан долгион (PAW) схемээр дүрсэлсэн болно. Солилцооны корреляцийн функцийг Пердью-Берк-Эрнзерхоффын параметрчилэл дэх ерөнхий градиентийн ойролцоололоор тайлбарласан болно. Хавтгай долгионы энергийн хязгаарыг 400 эВ гэж тогтоосон. Монкхорст-Пак k-цэгийн тор нь (2 × 2 × 1) хэмжээтэй байна. Бүх бүтцийн хувьд тор болон атомын байрлалыг хамгийн их стрессийн бүрэлдэхүүн хэсэг 0.1 ГПа-аас доош, хамгийн их хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг 0.02 эВ/Å-ээс доош байх хүртэл бүрэн оновчтой болгосон. Гадаргуугийн загварт FAPbI3-ийн гадаргуу нь 4 давхаргатай, доод давхарга нь FAPbI3-ийн биеийг дуурайлган хөдөлгөөнгүй атомуудтай бөгөөд дээд гурван давхарга нь оновчлолын процессын явцад чөлөөтэй хөдөлж чаддаг. PbC2O4 давхарга нь 1 мл зузаантай бөгөөд FAPbI3-ийн I-төгсгөлийн гадаргуу дээр байрладаг бөгөөд Pb нь 1 I ба 4O-той холбогддог.
Судалгааны дизайны талаар дэлгэрэнгүй мэдээллийг энэ нийтлэлтэй холбоотой Байгалийн Портфолиогийн тайлангийн товч агуулгаас үзнэ үү.
Энэхүү судалгааны явцад олж авсан эсвэл шинжилсэн бүх өгөгдлийг нийтлэгдсэн өгүүлэлд, мөн туслах мэдээлэл болон түүхий өгөгдлийн файлуудад оруулсан болно. Энэхүү судалгаанд танилцуулсан түүхий өгөгдлийг https://doi.org/10.6084/m9.figshare.2410016440 хаягаар авах боломжтой. Энэхүү өгүүлэлд зориулсан эх сурвалжийн мэдээллийг оруулсан болно.
Грин, М. нар. Нарны зайны үр ашгийн хүснэгтүүд (57 дахь хэвлэл). хөтөлбөр. фотоэлектрик. нөөц. хэрэглээ. 29, 3–15 (2021).
Паркер Ж. нар. Дэгдэмхий алкил аммонийн хлорид ашиглан перовскитийн давхаргын өсөлтийг хянах нь. Байгаль 616, 724–730 (2023).
Жао Ю. нар. Идэвхгүй (PbI2)2RbCl нь өндөр үр ашигтай нарны зай хураагуурын перовскит хальсыг тогтворжуулдаг. Шинжлэх ухаан 377, 531–534 (2022).
Тан, К. нар. Диметилакридинил хольц ашиглан урвуу перовскит нарны зай хураагуур. Байгаль, 620, 545–551 (2023).
Хан, К. нар. Дан талст формамидин хар тугалганы иодид (FAPbI3): бүтцийн, оптик болон цахилгаан шинж чанарын талаарх ойлголтууд. дайвар үг. Матай 28, 2253–2258 (2016).
Массей, С. нар. FAPbI3 ба CsPbI3 дахь хар перовскитын фазыг тогтворжуулах нь. AKS Energy Communications. 5, 1974–1985 (2020).
Та, ЖЖ, нар. Зөөврийн хэрэгслийн менежментийг сайжруулснаар үр ашигтай перовскит нарны зай хураагуур. Байгаль 590, 587–593 (2021).
Салиба М. нар. Перовскит нарны зайд рубидиум катионуудыг оруулах нь фотоэлектрикийн гүйцэтгэлийг сайжруулдаг. Шинжлэх ухаан 354, 206–209 (2016).
Салиба М. нар. Гурвалсан катионтой перовскит цезийн нарны зай: сайжруулсан тогтвортой байдал, давтагдах чадвар болон өндөр үр ашиг. эрчим хүчний орчин. шинжлэх ухаан. 9, 1989–1997 (2016).
Cui X. нар. Өндөр хүчин чадалтай перовскит нарны зайнуудад FAPbI3 фазын тогтворжуулалтын сүүлийн үеийн дэвшил Sol. RRL 6, 2200497 (2022).
Делагетта С. нар. Холимог галоген органик-органик бус перовскитийн фотоиндукцийн фазын ялгалтыг оновчтой болгосон. Байгалийн холбоо. 8, 200 (2017).
Slotcavage, DJ нар. Галоген перовскит шингээгч дэх гэрлийн нөлөөгөөр фазын ялгарал. AKS Energy Communications. 1, 1199–1205 (2016).
Чен, Л. нар. Формамидин хар тугалганы трииодид перовскитийн дан талстын дотоод фазын тогтвортой байдал ба дотоод зурвасын зай. Анжива. Химийн. олон улсын шинж чанар. 61-р хэвлэл. e202212700 (2022).
Дуинсти, ЭА гэх мэт. Метилендиаммонигийн задрал болон хар тугалганы трииодид формамидины фазын тогтворжилтод гүйцэтгэх үүргийг ойлгох. J. Chem. Bitch. 18, 10275–10284 (2023).
Лу, ХЗ нар. Хар перовскит нарны зай хураагуур FAPbI3-ийг үр ашигтай, тогтвортой ууршуулах нь. Шинжлэх ухаан 370, 74 (2020).
Доэрти, TAS гэх мэт. Тогтвортой хазайсан октаэдр галоген перовскитууд нь хязгаарлагдмал шинж чанартай фазуудын орон нутгийн үүсэлтийг дарангуйлдаг. Шинжлэх ухаан 374, 1598–1605 (2021).
Хо, К. нар. Чийг ба гэрлийн нөлөөн дор формамидины мөхлөг ба цезий ба хар тугалганы иодид перовскитийн хувирал ба задралын механизм. AKS Energy Communications. 6, 934–940 (2021).
Жэн Ж. нар. α-FAPbI3 перовскит нарны зай хураагуурт зориулсан псевдохалидын анионуудыг боловсруулах нь. Байгаль 592, 381–385 (2021).