Cs4PbI6中间相制备稳定的富铯FAxCs1-xPbI3（FA 15%）钙钛矿电池
发布时间：2020-08-28 作者：harry 分享到：
在过去的10年中，有机无机钙钛矿太阳能电池发展迅速去，取得了巨大进步。然而稳定性问题依然严重制约其商业化进程。影响有机无机钙钛矿太阳能电池稳定性问题主要有四个方面：1）热稳定性，由于有机部分热分解温度低，导致有机无机钙钛矿容易热分解；2）光致离子迁移，钙钛矿在光照下回产生离子迁移，导致相变；3）由于离子尺寸问题引起的容忍因子不合适；4）化学不稳定性，在水蒸汽等作用下钙钛矿容易分解。采用Cs离子取代有机部分可以**的解决热分解问题，并且缓解离子迁移的问题。然而由于Cs离子半径较小，导致CsPbI3的容忍因子只有0.81，导致钙钛矿结构依然存在相不稳定性，在空气中容易相变成为更稳定的非钙钛矿相。采用离子半径较大的FA+或DMA+等对CsPbI3进行掺杂，可以**的提高其相稳定性。
中科院青岛生物能源与过程研究所逄淑平、崔光磊课题组采用Cs4PbI6中间相制备了稳定的**富铯FAxCs1-xPbI3（FA 15%）钙钛矿电池。相关结果发表在Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.202001054）上。混合阳离子钙钛矿FAxCs1-xPbI3具有良好的热、湿稳定性因而是一种有潜力的材料体系。但是，目前FAxCs1-xPbI3的研究集中在富FA基的钙钛矿上，而富Cs基混合阳离子钙钛矿的研究很少，主要由于Cs>30 mol％时不可避免的相分离。利用Cs4PbI6诱导的方法可以制备富Cs基FAxCs1-xPbI3钙钛矿材料体系。计算表明，Cs4PbI6中间相具有较低的Cs+扩散势垒，因此可以与钙钛矿相进行阳离子交换和[PbI6]4-八面体重排，然后形成富Cs 基混合阳离子钙钛矿。A位取代15％ FA+可以充分稳定钙钛矿相，紫外光照下或湿空气环境下，对于FA+含量低于15 mol％的薄膜，迅速发生相变形成了δ-CsPbI3；FA+含量超过15 mol％的钙钛矿薄膜显示出良好的紫外线稳定性和湿度稳定性。而且FA0.15Cs0.85PbI3钙钛矿太阳能电池可以实现17.5％的PCE，显示出Cs基钙钛矿对**，稳定太阳能电池的巨大潜力。
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