Nature.com сайта кӗнӗшӗн тавтапуҫ сире. Эсир усӑ куракан браузерӑн версийӗнче CSS пулӑшӑвӗ ҫителӗксӗр. Чи лайӑх результатсемшӗн эпир браузерӑн ҫӗнӗ версийӗпе усӑ курма сӗнетпӗр (е Internet Explorer-ра ҫыхӑну режимне сӳнтерме). Ҫав вӑхӑтрах, яланах пулӑшу парас тесе, эпир сайта стильсӗр тата JavaScriptсӑр кӑтартатпӑр.
Дефект пассивацийӗпе тӑхлан трийодидлӑ перовскит хӗвел батарейисен ӗҫне лайӑхлатма анлӑн усӑ курнӑ, анчах та тӗрлӗ дефектсем α-фаза стабиллӗхӗ ҫине мӗнле витӗм кӳни паллӑ мар; Кунта, ҫӑра функциллӗ теорипе усӑ курса, эпир пӗрремӗш хут формамидин тӑхланӗн трийодид перовскичӗн α-фазӑран δ-фазӑна ҫитичченхи ҫӗмӗрӗлӳ ҫулне палӑртатпӑр тата тӗрлӗ кӑлтӑксем фаза куҫӑмӗн энерги барьерӗ ҫине мӗнле витӗм кӳнине тӗпчетпӗр. Моделировани результачӗсем ҫакна палӑртаҫҫӗ: йод пушӑ вырӑнӗсем ытларах чухне ҫӗмӗрӗлме пултараҫҫӗ, мӗншӗн тесен вӗсем α-δ фаза куҫӑмӗн энерги барьерне палӑрмаллах чакараҫҫӗ тата перовскит ҫийӗнче чи пӗчӗк йӗркеленӳ энергийӗпе палӑраҫҫӗ. Перовскит ҫийӗ ҫине шывра ирӗлмен тӑхлан оксалатӗн ҫӑра сийӗ кӗртни α-фазӑн ҫӗрӗвне палӑрмаллах чакарать, йод куҫса ҫӳреме тата вӗҫсе кайма чарать. Унсӑр пуҫне, ҫак стратеги пит-куҫ хушшинчи радиациллӗ мар рекомбинацие палӑрмаллах чакарать тата хӗвел батарейисен эффективлӑхне 25,39% таран ӳстерет (24,92% сертификациленӗ). Ҫыхман хатӗр 1,5 Г сывлӑш массиллӗ ҫутӑпа 550 сехет хушши чи пысӑк хӑватпа ӗҫленӗ хыҫҫӑн та хӑйӗн малтанхи 92% эффективлӑхне упраса хӑварма пултарать.
Перовскит хӗвел батарейисен (ПХБ) энергие ҫавӑрса илмелли эффективлӑхӗ (ПХЭ) 26%1 ҫитнӗ. 2015 ҫултанпа хальхи PSC-сем ҫутӑ йышӑнакан сий вырӑнне формамидин трийодид перовскитне (FAPbI3) ытларах кӑмӑллаҫҫӗ, мӗншӗн тесен вӑл питӗ лайӑх ӑшӑ ҫирӗплӗхӗпе тата 2,3,4 Шокли-Кейссер чикки патне ҫывӑх преференциаллӑ диапазон хушши пур. Шел пулин те, FAPbI3 пленкисем пӳлӗм температуринче хура α фазӑран сарӑ перовскит мар δ фазӑна термодинамика тӗлӗшӗнчен куҫаҫҫӗ5,6. Дельта тапхӑрӗ ан пултӑр тесе тӗрлӗ кӑткӑс перовскит композицийӗсене хатӗрленӗ. Ҫак ыйтӑва татса памалли чи анлӑ сарӑлнӑ стратеги — FAPbI3-а метил аммиак (MA+), цезий (Cs+) тата бромид (Br-) ионӗсен комбинацийӗпе хутӑштарасси7,8,9. Анчах та гибридлӑ перовскитсем диапазон хушши сарӑлнипе тата фотоиндуцирланӑ фазӑсен уйрӑлӑвӗпе аптӑраҫҫӗ, ҫакӑ вара пулакан PSC-сен ӗҫ тухӑҫлӑхне тата ӗҫ стабиллӗхне пӑсать10,11,12.
Юлашки вӑхӑтра тунӑ тӗпчевсем ҫакна кӑтартса панӑ: нимӗнле легированисӗр таса монокристалл FAPbI3 хӑйӗн питӗ лайӑх кристалллӑхне тата пӗчӗк дефектӗсене пула питӗ лайӑх стабиллӗхлӗ13,14. Ҫавӑнпа та FAPbI3 йышлӑн кристалллӑхне ӳстерсе дефектсене чакарасси — эффективлӑ та стабиллӗ PSCs2,15 ҫитӗнтермелли пӗлтерӗшлӗ стратеги. Анчах та FAPbI3 PSC ӗҫленӗ чухне кирлӗ мар сарӑ ултӑ кӗтеслӗ перовскит мар δ фазӑна ҫӗмӗрӗлни ҫаплах пулма пултарать16. Процесс ытларах чухне шыв, ӑшӑ тата ҫутӑ ытларах сисӗмлӗ ҫиелти тата тырӑ чиккисенче пуҫланать, мӗншӗн тесен унта нумай ҫитменлӗхлӗ лаптӑксем пур17. Ҫавӑнпа та FAPbI318-ӑн хура фазине стабилизацилеме ҫиелти/пӗрчӗллӗ пассиваци кирлӗ. Формидин ПСК-сенче нумай дефект пассивацийӗн стратегийӗ, ҫав шутра пӗчӗк виҫеллӗ перовскитсем, кислота-никӗс Льюис молекулисем тата аммиак галогенид тӑварӗсем кӗртни, пысӑк ҫитӗнӳсем тунӑ19,20,21,22. Паянхи кун тӗлне пур тӗпчевсем те тенӗ пекех хӗвел батарейисенчи несущийсен рекомбинацийӗ, диффузи тӑршшӗ тата диапазон структури пек оптоэлектронлӑ пахалӑхсене палӑртас ӗҫре тӗрлӗ кӑлтӑксен рольне тӗпченӗ22,23,24. Сӑмахран, ҫӑра функциллӗ теорипе (ТФТ) тӗрлӗ дефектсен йӗркеленӳ энергийӗсене тата тытакан энерги шайӗсене теори тӗлӗшӗнчен малтанах пӗлме усӑ кураҫҫӗ, ӑна практикӑлла пассиваци проектне ертсе пыма анлӑн усӑ кураҫҫӗ20,25,26. Кӑлтӑксен шучӗ чакнӑ май хатӗрӗн ҫирӗплӗхӗ лайӑхланать. Анчах та формамидинлӑ ПСКсенче тӗрлӗ кӑлтӑксем фазӑллӑ стабильлӗхпе фотоэлектрика пахалӑхӗсем ҫине витӗм кӳрекен механизмсем пачах урӑхла пулмалла. Эпир пӗлнӗ тӑрӑх, дефектсем кубран ултӑ кӗтеслӗ (α-δ) фазӑна мӗнле куҫарнине тата α-FAPbI3 перовскитӑн фазӑллӑ стабильлӗхӗ ҫинче ҫиелти пассиваци мӗнле вырӑн йышӑннине тӗп ӑнланса илни халӗ те начар ӑнланнӑ.
Кунта эпир FAPbI3 перовскитӑн хура α-фазӑран сарӑ δ-фазӑна ҫитичченхи ҫӗмӗрӗлӳ ҫулне тата DFT урлӑ α-фазӑна куҫнин энерги барьерӗ ҫине тӗрлӗ кӑлтӑксем мӗнле витӗм кӳнине уҫса паратпӑр. I пушӑ вырӑнсем, вӗсем плёнка тунӑ чухне тата приборпа ӗҫленӗ чухне ҫӑмӑллӑнах пулаҫҫӗ, α-δ фаза куҫӑмне пуҫарса яма пултараҫҫӗ. Ҫавӑнпа та эпир FAPbI3 ҫине in situ реакци урлӑ шывра ирӗлмен тата хими енчен ҫирӗп тӑхлан оксалатӗн (PbC2O4) ҫӑра сийне кӗртрӗмӗр. Тӑхлан оксалат ҫийӗ (LOS) I пушӑ вырӑнсем йӗркеленессине чарать тата ӑшӑпа, ҫутӑпа тата электричество уйӗсемпе хавхалантарнӑ чухне I ионӗсен миграцине чарать. Ҫакӑн хыҫҫӑн пулакан LOS пит-куҫ хушшинчи радиациллӗ мар рекомбинацие палӑрмаллах чакарать тата FAPbI3 PSC эффективлӑхне 25,39% таран ӳстерет (24,92% таран сертификациленӗ). Ҫыхман LOS хатӗрӗ 1,5 Г радиациллӗ сывлӑш массипе (AM) 550 сехет ытла чи пысӑк хӑват точкинче (MPP) ӗҫленӗ хыҫҫӑн хӑйӗн малтанхи эффективлӑхӗн 92% сыхласа хӑварнӑ.
Эпир малтанах FAPbI3 перовскитӑн α фазӑран δ фазӑна куҫмалли ҫӗмӗрӗлӳ ҫулне тупма ab initio шутлавсем турӑмӑр. Тӗплӗ фазӑллӑ трансформаци процесӗ урлӑ FAPbI3-ӑн кубла α-фазинчи виҫӗ виҫеллӗ кӗтес пайлакан [PbI6] октаэдртан FAPbI3-ӑн ултӑ кӗтеслӗ δ-фазинчи пӗр виҫеллӗ хӗрри пайлакан [PbI6] октаэдр патне куҫнине тупнӑ. татӑлни 9. Pb-I пӗрремӗш тапхӑрта ҫыхӑну йӗркелет (Int-1), унӑн энерги барьерӗ 0,62 эВ/клеткӑна ҫитет, ӑна 1а ӳкерчӗкре кӑтартнӑ. Октаэдра [0\(\bar{1}\)1] еннелле куҫарсан, ултӑ кӗтеслӗ кӗске сӑнчӑр 1×1-рен пуҫласа 1×3, 1×4 таран сарӑлать те юлашкинчен δ фазӑна кӗрет. Пӗтӗм ҫулӑн ориентаци шайлашӑвӗ (011)α//(001)δ + [100]α//[100]δ. Энерги пайланӑвӗн диаграмминчен ҫакна пӗлме пулать: FAPbI3-ӑн δ фазине ҫитес тапхӑрсенче нуклеациленӗ хыҫҫӑн энерги барьерӗ α фаза куҫӑмӗнчен пӗчӗкрех, апла пулсан фаза куҫӑмӗ хӑвӑртланать. Паллах, α-фаза ванчӑкне пусарас тесен, фаза куҫӑмне тытса пымалли пӗрремӗш утӑм питӗ кирлӗ.
a Фаза трансформацийӗн процесӗ сулахайран сылтӑмалла – хура FAPbI3 фаза (α-фаза), пӗрремӗш Pb-I ҫыхӑнӑвӗн ҫурӑлӑвӗ (Int-1) тата малалла Pb-I ҫыхӑнӑвӗн ҫурӑлӑвӗ (Int-2, Int -3 тата Int -4) тата сарӑ фаза FAPbI3 (дельта фаза). b FAPbI3-ӑн α-ран δ фазӑна куҫмалли энерги барьерӗсем тӗрлӗ шалти точка дефектӗсем ҫинче никӗсленнӗ. Пӑнчӑллӑ йӗр идеаллӑ кристалӑн энерги барьерне (0,62 эВ) кӑтартать. c Тӑхлан перовскитӗн ҫийӗнче пӗрремӗш точкӑллӑ дефектсем пулса тӑнин энергийӗ. Абсцисса тӗнӗлӗ — α-δ фаза куҫӑмӗн энерги барьерӗ, ордината тӗнӗлӗ — дефект йӗркеленӗвӗн энергийӗ. Сӑрӑ, сарӑ тата симӗс тӗслӗ пайсем — I тип (пӗчӗк EB-пысӑк FE), II тип (пысӑк FE) тата III тип (пӗчӗк EB-пӗчӗк FE). d Контрольте FAPbI3 VI тата LOS дефектсем йӗркеленӗвӗн энергийӗ. e I барьер ион миграцийӗ контроль тата LOS FAPbI3. f – I ионсен (хӗрлӗ шарсем) тата gLOS FAPbI3 (кӑвак, тӑхлан; хӗрлӗ (хӗрлӗ), йод (куҫса ҫӳрекен йод)) миграцийӗн схемӑллӑ кӑтартӑвӗ gf контрольре (сулахайра: ҫӳлтен пӑхни; сылтӑмра: урлӑш татӑкӗ, хӑмӑр); углерод; ҫутӑ кӑвак – азот; хӗрлӗ – кислород; ҫутӑ кӗрен – водород). Ҫӑлкуҫ даннӑйӗсене ҫӑлкуҫ даннӑйӗсен файлӗсем евӗр параҫҫӗ.
Унтан эпир тӗрлӗ шалти точка дефектӗсен (ҫав шутра PbFA, IFA, PbI тата IPb антисайт йышӑнӑвӗ; Pbi тата Ii интерстициаллӑ атомсем; тата VI, VFA тата VPb вакансийӗсем) витӗмне системаллӑ тӗпчерӗмӗр, вӗсем тӗп факторсем шутланаҫҫӗ. атом тата энерги шайӗнчи фазӑсен ҫӗмӗрӗлӗвӗсене 1б ӳкерчӗкре тата 1-мӗш хушма таблицӑра кӑтартнӑ. Тӗлӗнмелле, пур кӑлтӑксем те α-δ фазӑллӑ куҫӑмӑн энерги барьерне чакармаҫҫӗ (1б ӳкерчӗк). Эпир ҫапла шутлатпӑр: формировани энергийӗ пӗчӗк тата α-δ фазӑллӑ куҫӑм энерги барьерӗсем пӗчӗкрех дефектсем фазӑллӑ стабильлӗхшӗн сиенлӗ тесе шутлаҫҫӗ. Маларах пӗлтернӗ пекех, тӑхланпа пуян ҫиелти сийсене формамидин PSC27 валли витӗмлӗ тесе шутлаҫҫӗ. Ҫавӑнпа та эпир тӑхланпа пуян условисенче PbI2-вӗҫленнӗ (100) ҫиелти сий ҫине тимлӗх уйӑратпӑр. Ҫиелти шалти точка дефектӗсен дефект йӗркеленӗвӗн энергине 1в ӳкерчӗкре тата 1-мӗш хушма таблицӑра кӑтартнӑ. Энерги барьерӗ (ЭБ) тата фазӑллӑ куҫӑм йӗркеленӗвӗн энергийӗ (ФЭ) тӑрӑх ҫак дефектсене виҫӗ тӗрлӗ уйӑраҫҫӗ. I тип (пӗчӗк EB-пысӑк FE): IPb, VFA тата VPb фазӑллӑ куҫӑм валли энерги барьерне палӑрмаллах чакараҫҫӗ пулин те, вӗсен формировани энергийӗ пысӑк. Ҫавӑнпа та эпир ҫак йышши кӑлтӑксем фазӑллӑ куҫӑмсене питӗ сахал витӗм кӳреҫҫӗ тесе шутлатпӑр, мӗншӗн тесен вӗсем сайра хутра ҫеҫ пулаҫҫӗ. II тип (пысӑк EB): α-δ фазӑллӑ куҫӑм энерги барьерӗ лайӑхланнине пула PbI, IFA тата PbFA анти-сайт дефектӗсем α-FAPbI3 перовскитӑн фазӑллӑ стабильлӗхне сиенлемеҫҫӗ. III тип (пӗчӗк EB-пӗчӗк FE): VI, Ii тата Pbi дефектсем, вӗсен формировани энергийӗ пӗчӗк, хура фазӑллӑ деградацие кӑларса тӑратма пултараҫҫӗ. Уйрӑмах чи пӗчӗк FE тата EB VI шута илсен, эпир чи витӗмлӗ стратеги I вакансисене чакарасси тесе шутлатпӑр.
VI чакарма эпир FAPbI3 ҫийне лайӑхлатма PbC2O4 ҫӑра сийне хатӗрлерӗмӗр. Органикӑллӑ галогенидлӑ тӑвар пассиваторӗсемпе, сӑмахран, фенилэтиламмоний йодидӗпе (PEAI) тата н-октиламмоний йодичӗпе (OAI) танлаштарсан, куҫса ҫӳрекен галоген ионӗсем ҫук PbC2O4 хими тӗлӗшӗнчен стабиллӗ, шывра ирӗлмест тата стимуляциленӗ чухне ҫӑмӑллӑнах деактивациленет. Перовскитӑн ҫиелти нӳрлӗхне тата электричество уйне лайӑх стабилизацилесси. PbC2O4 шывра ирӗлме пултарасси 0,00065 г/л кӑна, ку вӑл PbSO428-ран та пӗчӗкрех. Тата пӗлтерӗшлӗреххи вара — LOS-ӑн ҫӑра та пӗр евӗрлӗ сийӗсене перовскит пленкисем ҫинче in situ реакцисемпе усӑ курса ҫемҫен хатӗрлеме пулать (аяларах пӑхӑр). Эпир FAPbI3 тата PbC2O4 хушшинчи ҫыхӑнӑва DFT-моделировани туса пӑхрӑмӑр, ӑна 1-мӗш хушма ӳкерчӗкре кӑтартнӑ. 2-мӗш хушма таблицӑра LOS инъекцийӗ хыҫҫӑн дефект йӗркеленӗвӗн энергине кӑтартнӑ. Эпир ҫакна тупрӑмӑр: LOS VI дефектсен йӗркеленӗвӗн энергине 0,69–1,53 эВ ӳстерет кӑна мар (1d ӳкерчӗк), ҫавӑн пекех миграци ҫийӗнчи тата тухмалли ҫийӗнчи I активаци энергине те ӳстерет (1e ӳкерчӗк). Пӗрремӗш тапхӑрта I ионсем перовскит ҫийӗ тӑрӑх куҫаҫҫӗ, VI ионсем 0,61 эВ энерги барьерӗпе решеткеллӗ вырӑнта юлаҫҫӗ. LOS кӗртнӗ хыҫҫӑн, стериллӗ чӑрмав витӗмне пула, I ионсен миграцийӗн активаци энергийӗ ӳсет. 1,28 эВ. Перовскит ҫийӗнчен тухнӑ I ионсем куҫнӑ чухне ЛОСри энерги барьерӗ те контроль тӗслӗхринчен пысӑкрах (1е ӳкерчӗк). Контроль тата LOS FAPbI3 I ион миграцийӗн ҫулӗсен схемӑллӑ диаграммисене 1-мӗш f тата g ӳкерчӗксенче кӑтартнӑ. Моделировани результачӗсем ҫакна кӑтартаҫҫӗ: LOS VI дефектсем йӗркеленессине тата I вӗҫсе кайассине чарма пултарать, ҫавна май α-ран δ фаза куҫӑмӗн нуклеацине чарать.
Щавель кислотипе FAPbI3 перовскит хушшинчи реакцие тӗрӗсленӗ. Щавель кислотипе FAPbI3 ирӗлчӗкӗсене хутӑштарнӑ хыҫҫӑн пысӑк виҫепе шурӑ юшкӑн пулса тӑнӑ, ӑна 2-мӗш хушма ӳкерчӗкре кӑтартнӑ. Эпир ҫакна тупрӑмӑр: щавелевӑй кислота пӳлӗм температуринче изопропил спиртӗнче (IPA) питӗ ирӗлет, унӑн ирӗлӳлӗхӗ 18 мг/мл яхӑн, ҫакна хушма 5-мӗш ӳкерчӗкре кӑтартнӑ. Ҫавӑнпа та перовскит пленкине щавелевая кислота ирӗлчӗкне чиксе е щавелевая кислота ирӗлчӗкне перовскит ҫине спин-котинг туса перовскит пленки ҫийӗнче ҫак хими уравненийӗпе хӑвӑрт ҫӳхе те ҫӑра PbC2O4 тупма пулать: H2C2O4 + FAPI3 = PbI3 + FABI ФАИ-на ИПА-ра ирӗлтерме пулать, ҫапла вара ӑна пӗҫернӗ чухне кӑларса пӑрахма пулать. LOS хулӑнӑшне реакци вӑхӑчӗпе тата прекурсор концентрацийӗпе тытса пыма пулать.
Контроль тата LOS перовскит пленкисен сканерлакан электрон микроскопийӗн (SEM) ӳкерчӗкӗсене 2а,б ӳкерчӗксенче кӑтартнӑ. Результатсем ҫакна кӑтартаҫҫӗ: перовскит ҫийӗн морфологийӗ лайӑх упранса юлнӑ, ҫавӑн пекех тырӑ ҫийӗнче нумай вӗтӗ пайӑркасем ларнӑ, вӗсем вырӑнти реакципе пулса кайнӑ PbC2O4 сийне кӑтартмалла. LOS перовскит пленкин ҫийӗ кӑшт тикӗсрех (6-мӗш хушма ӳкерчӗк) тата шывпа ҫыхӑнмалли кӗтес контроль пленкипе танлаштарсан пысӑкрах (7-мӗш хушма ӳкерчӗк). Продуктӑн ҫиелти сийне уйӑрса илме пысӑк уйӑрӑмлӑ урлӑ каҫакан электрон микроскопийӗпе (HR-TEM) усӑ курнӑ. Контроль пленкипе (2в ӳкерчӗк) танлаштарсан, ЛОС перовскичӗ ҫинче 10 нм хулӑнӑш пӗр пек те ҫӑра ҫӳхе сий уҫҫӑн курӑнать (2г ӳкерчӗк). PbC2O4 тата FAPbI3 хушшинчи ҫыхӑнӑва тӗпчеме пысӑк кӗтеслӗ ҫаврашкаллӑ тӗттӗм уй-хир сканерлакан электрон микроскопийӗпе (HAADF-STEM) усӑ курса FAPbI3-ӑн кристалллӑ пайӗсем тата PbC2O4-ӑн аморфлӑ пайӗсем пуррине уҫҫӑн асӑрхама пулать (8-мӗш хушма ӳкерчӗк). Перовскитӑн ҫиелти составне щавелевӑй кислотӑпа ӗҫленӗ хыҫҫӑн рентген фотоэлектрон спектроскопийӗпе (XPS) виҫсе палӑртнӑ, ӑна 2е–г ӳкерчӗксенче кӑтартнӑ. 2е ӳкерчӗкре 284,8 эВ тата 288,5 эВ таврашӗнчи C 1s пикӗсем ятарлӑ CC тата FA сигналӗсене кӗреҫҫӗ. Контроль мембранипе танлаштарсан, LOS мембрани 289,2 эВ ҫинче хушма пик кӑтартнӑ, ӑна C2O42-па ҫыхӑнтарнӑ. LOS перовскитӑн O 1s спектрӗ 531,7 эВ, 532,5 эВ тата 533,4 эВ ҫинче виҫӗ хими тӗлӗшӗнчен уйрӑм O 1s пикне кӑтартать, вӗсем депротонланӑ COO, C=O интактлӑ оксалат ушкӑнӗсен 30 тата OH компоненчӗн O атомӗсемпе килӗшсе тӑраҫҫӗ (2-мӗш ӳкерчӗк). )). Контроль проби валли пӗчӗк O 1s пик кӑна асӑрханӑ, ӑна ҫиелти сий ҫинче химисорбциленӗ кислородпа ҫыхӑнтарма пулать. Pb 4f7/2 тата Pb 4f5/2 контроль мембранин характеристикисем 138,4 эВ тата 143,3 эВ ҫинче вырнаҫнӑ. Эпир LOS перовскит Pb пикӗн 0,15 эВ яхӑн пысӑкрах ҫыхӑну энергийӗ еннелле куҫнине асӑрхарӑмӑр, ку вара C2O42- тата Pb атомӗсем хушшинчи хутшӑну вӑйлӑрах пулнине кӑтартать (2g ӳкерчӗк).
а SEM ӳкерчӗкӗсем контроль тата b LOS перовскит пленкисем, ҫӳлтен пӑхни. c Контроль тата d LOS перовскит пленкисен пысӑк уйӑрӑмлӑ урлӑ каҫакан электрон микроскопийӗ (HR-TEM). e C 1s, f O 1s тата g Pb 4f перовскит пленкисен пысӑк уйрӑмлӑхлӑ XPS. Ҫӑлкуҫ даннӑйӗсене ҫӑлкуҫ даннӑйӗсен файлӗсем евӗр параҫҫӗ.
DFT результачӗсем тӑрӑх, VI дефектсем тата I миграцийӗ α-ран δ-на куҫассине ҫӑмӑллӑнах кӑларса тӑратнине теори тӗлӗшӗнчен малтанах пӗлтернӗ. Унчченхи отчетсем кӑтартнӑ тӑрӑх, ҫутӑпа ӑшӑ стрессне лекнӗ хыҫҫӑн фотоиммерси вӑхӑтӗнче ПК ҫинче никӗсленнӗ перовскит пленкисенчен I2 хӑвӑрт тухать31,32,33. Тӑхлан оксалатӗн перовскитӑн α-фазине стабилизацилекен витӗмне ҫирӗплетес тесе эпир контроль тата LOS перовскит пленкисене толуоллӑ витӗр курӑнакан кӗленче кӗленчесене чикрӗмӗр, унтан вӗсене 24 сехет хушши 1 хӗвел ҫутипе ҫутатрӑмӑр. Эпир ультрафиолетпа курӑнакан ҫутӑ (УФ-Вис) мӗнле йышӑннине виҫрӗмӗр. ) толуол ирӗлчӗкӗ, 3а ӳкерчӗкре кӑтартнӑ пек. Контроль пробипе танлаштарсан, LOS-перовскит тӗслӗхӗнче I2 йышӑнӑвӗн хӑватлӑхӗ чылай пӗчӗкрех пулнине асӑрханӑ, ҫакӑ компактлӑ LOS ҫутӑ ҫине путнӑ чухне перовскит пленкинчен I2 тухассине чарма пултарнине кӑтартать. Ватӑлнӑ контроль тата LOS перовскит пленкисен сӑнӳкерчӗкӗсене 3b тата c ӳкерчӗксен вставкисенче кӑтартнӑ. LOS перовскичӗ халӗ те хура, ҫав вӑхӑтрах контроль пленкин пысӑк пайӗ сарӑ тӗслӗ пулса кайнӑ. УФ-курӑнакан абсорбци спектрӗсене шыва путнӑ пленкӑн ӳкерчӗксенче кӑтартнӑ. 3б, в. Эпир контроль пленкинче α-па килӗшсе тӑракан абсорбци палӑрмаллах чакнине асӑрхарӑмӑр. Кристалл структурин эволюцине документласа ҫирӗплетме рентген виҫисем туса пӑхнӑ. сехет ҫутатнӑ хыҫҫӑн контроль перовскитӗ вӑйлӑ сарӑ δ-фаза сигналне (11,8°) кӑтартнӑ, LOS перовскит вара лайӑх хура фазӑна тытса тӑнӑ (3d ӳкерчӗк).
Толуол ирӗлчӗкӗсен УФ-курӑнакан абсорбци спектрӗсем, вӗсенче контроль пленкине тата LOS пленкине 1 хӗвел ҫутинче 24 сехет хушши лартнӑ. Вставкӑра кашни пленкӑна пӗр пек калӑпӑшлӑ толуол ӑшне чикнӗ флакон кӑтартнӑ. b UV-Vis абсорбци спектрӗсем контроль пленки тата c LOS пленки 1 хӗвел ҫутинче 24 сехет хушши путнӑ хыҫҫӑн тата хыҫҫӑн. Вставкӑра тӗрӗслев пленкин сӑнӳкерчӗкӗ пур. d рентген дифракцийӗн ӳкерчӗкӗсем контроль тата LOS пленкисен 24 сехет хушши ҫутатнӑ хыҫҫӑн тата ун хыҫҫӑн. сехет хушши ҫутатнӑ хыҫҫӑн e тата f LOS контроль пленкисен SEM ӳкерчӗкӗсем. Ҫӑлкуҫ даннӑйӗсене ҫӑлкуҫ даннӑйӗсен файлӗсем евӗр параҫҫӗ.
Эпир 24 сехет ҫутатнӑ хыҫҫӑн перовскит пленкин микроструктурӑллӑ улшӑнӑвӗсене сӑнаса сканерлакан электрон микроскопийӗпе (SEM) виҫевсем турӑмӑр, ҫакна 3e,f ӳкерчӗксенче кӑтартнӑ. Контроль пленкинче пысӑк пӗрчӗсене пӗтернӗ те пӗчӗк йӗпсем туса хунӑ, вӗсем δ-фаза продукчӗн FAPbI3 морфологийӗпе килӗшсе тӑнӑ (3е ӳкерчӗк). LOS пленкисемшӗн перовскит пӗрчисем лайӑх шайра юлаҫҫӗ (3f ӳкерчӗк). Результатсем ҫакна ҫирӗплетнӗ: I ҫухални хура фазӑран сарӑ фазӑна куҫассине палӑрмаллах илӗртет, PbC2O4 вара хура фазӑна стабилизацилет, I ҫухалассине сирсе ярать. пӗр вӑхӑтрах йод кӑларса VI йӗркелеҫҫӗ. DFT прогнозланӑ пек, LOS VI дефектсем йӗркеленессине чарма тата перовскит ҫийӗ ҫине I ионсем куҫассине чарма пултарать.
Унсӑр пуҫне, PbC2O4 сийӗ атмосфера сывлӑшӗнчи перовскит пленкисен нӳрлӗхе чӑтӑмлӑхне мӗнле витӗм кӳнине тӗпченӗ (относительнӑй нӳрлӗх 30-60%). 9-мӗш хушма ӳкерчӗкре кӑтартнӑ пек, LOS перовскит 12 кунран та хура пулнӑ, контроль пленки вара сарӑ тӗслӗ пулнӑ. XRD виҫевӗсенче контроль пленки FAPbI3-ӑн δ фазипе килӗшсе тӑракан 11,8° ҫинче вӑйлӑ пик кӑтартать, LOS перовскит вара хура α фазӑна лайӑх упрать (10-мӗш хушма ӳкерчӗк).
Перовскит ҫийӗнчи тӑхлан оксалатӗн пассиваци витӗмне тӗпчеме стационарлӑ фотолюминесценципе (PL) тата вӑхӑтпа уйӑрнӑ фотолюминесценципе (TRPL) усӑ курнӑ. 4а ӳкерчӗкре LOS пленки PL хӑватлӑхне ӳстернине кӑтартать. PL карттӑ ӳкерчӗкӗнче 10 × 10 мкм2 пӗтӗм лаптӑк ҫинчи LOS пленкин хӑватлӑхӗ контроль пленкинчен пысӑкрах (11-мӗш хушма ӳкерчӗк), ҫакӑ PbC2O4 перовскит пленкине пӗр пек пассивациленине кӑтартать. Несущий пурнӑҫ вӑхӑтне TRPL чакӑвне пӗр экспоненциаллӑ функципе ҫывхартса палӑртаҫҫӗ (4б ӳкерчӗк). LOS пленкин несущий ӗмӗрӗ 5,2 мкс, ку вӑл 0,9 мкс несущий ӗмӗрӗллӗ контроль пленкинчен чылай вӑрӑмрах, ҫакӑ ҫиелти радиациллӗ мар рекомбинаци чакнине пӗлтерет.
Кӗленче ҫинчи перовскит пленкисен вӑхӑтлӑх ПЛ-ӗн стационарлӑ ПЛ тата b-спектрӗсем. c SP йӗрӗ приборӑн (FTO/TiO2/SnO2/перовскит/спиро-OMeTAD/Au). d EQE спектрӗ тата Jsc EQE спектрӗ чи тухӑҫлӑ хатӗртен интеграциленӗ. d Перовскит хатӗрӗн ҫутӑ хӑватлӑхӗ Voc диаграмминчен килни. f ITO/PEDOT:PSS/перовскит/PCBM/Au тасатмалли шӑтӑк хатӗрӗпе усӑ курса типлӑ MKRC анализӗ. VTFL — капкӑн тултармалли чи пысӑк напряжени. Ҫак кӑтартусем тӑрӑх эпир капкӑн ҫӑра тӑвӑрлӑхне (Nt) шутласа кӑлартӑмӑр. Ҫӑлкуҫ даннӑйӗсене ҫӑлкуҫ даннӑйӗсен файлӗсем евӗр параҫҫӗ.
Тӑхлан оксалат сийӗ прибор ӗҫне мӗнле витӗм кӳнине тӗпчеме йӑлана кӗнӗ FTO/TiO2/SnO2/перовскит/спиро-OMeTAD/Au контакт структурипе усӑ курнӑ. Эпир перовскит прекурсорӗ ҫумне метиламин гидрохлоридӗ (MACl) вырӑнне формамидин хлоридне (FACl) хушмалли япала вырӑнне усӑ куратпӑр, мӗншӗн тесен FACl лайӑхрах кристалл пахалӑхне тивӗҫтерме тата FAPbI335 диапазонӗн хушшине пӑрса яма пултарать (тӗплӗнрех танлаштарма 1-мӗш тата 2-мӗш хушма ӳкерчӗксене пӑхӑр). ). 12-14). Антисолвент вырӑнне IPA суйласа илнӗ, мӗншӗн тесен вӑл перовскит пленкисенче диэтил эфирӗпе (DE) е хлорбензолпа (CB)36 танлаштарсан лайӑхрах кристалл пахалӑхне тата лайӑхрах ориентацие тивӗҫтерет (Хушма 15 тата 16 сӑнӳкерчӗксем). PbC2O4 хулӑнӑшне щавелевая концентрацие тӳрлетсе дефект пассивацийӗпе заряд транспортне лайӑх шайлаштарма тӗплӗн оптимизациленӗ (17-мӗш хушма ӳкерчӗк). Оптимизациленӗ управлени тата LOS хатӗрӗсен урлӑш татӑкӗсен SEM ӳкерчӗкӗсене хушма 18-мӗш ӳкерчӗкре кӑтартнӑ. Контроль тата LOS хатӗрӗсен типлӑ ток тыткӑнлӑхӗн (CD) кукӑрӗсене 4c ӳкерчӗкре кӑтартнӑ, илнӗ параметрсене вара хушма 3-мӗш таблицӑра панӑ. 25,75 мА см-2 (25,74 мА см-2), Voc 1,16 В (1,16 В) тата каялла (малалла) сканер. Тултармалли коэффициент (ТФ) 78,40% (76,69%) танлашать. Чи пысӑк PCE LOS PSC 25,39% (24,79%), Jsc 25,77 мА см-2, Voc 1,18 В, FF 83,50% (81,52%) каялла (малалла Scan to). LOS приборӗ шанчӑклӑ виҫҫӗмӗш ен фотоэлектричество лабораторийӗнче 24,92% сертификациленӗ фотоэлектричество ӗҫ кӑтартӑвӗсене пурнӑҫланӑ (19-мӗш хушма ӳкерчӗк). Тулашри квант эффективлӑхӗ (EQE) 24,90 мА см-2 (контроль) тата 25,18 мА см-2 (LOS PSC) интеграциллӗ Jsc панӑ, ку стандартлӑ AM 1,5 G спектрта виҫнӗ Jsc-па лайӑх килӗшсе тӑнӑ (4d ӳкерчӗк). ) . Контроль тата LOS PSC-сем валли виҫнӗ PCE-сен статистика пайланӑвне хушма 20-мӗш ӳкерчӗкре кӑтартнӑ.
4е ӳкерчӗкре кӑтартнӑ пек, Voc тата ҫутӑ хӑвачӗ хушшинчи ҫыхӑнӑва PbC2O4 капкӑн пулӑшнипе ҫиелти рекомбинаци ҫине мӗнле витӗм кӳнине тӗпчес тӗллевпе шутласа кӑларнӑ. LOS хатӗрӗ валли лартнӑ йӗрӗн тайлӑмӗ 1,16 кБТ/кв, ку вӑл управлени хатӗрӗ валли лартнӑ йӗрӗн тайлӑмӗнчен (1,31 кБТ/кв) пӗчӗкрех, ҫакӑ LOS илӗртӳллӗ япаласемпе ҫиелти рекомбинацие чарма усӑллӑ пулнине ҫирӗплетет. Эпир шӑтӑк хатӗрӗн (ITO/PEDOT:PSS/perovskite/spiro-OMeTAD/Au) тӗттӗм IV характеристикине виҫсе перовскит пленкин дефект ҫӑра тӑвӑрлӑхне шутласа виҫме пространство зарядӗн токне чикӗлекен (SCLC) технологипе усӑ куратпӑр, ӑна ӳкерчӗкре кӑтартнӑ. 4f Кӑтарт. Капкӑн ҫӑра тӑвӑрлӑхне Nt = 2ε0εVTFL/eL2 формулӑпа шутлаҫҫӗ, кунта ε — перовскит пленкин относительнӑй диэлектрик константи, ε0 — вакуумӑн диэлектрик константи, VTFL — капкӑна тултармалли чикӗлекен напряжени, e — заряд, L — перовскит пленкин хулӑнӑшӗ (6 n/50). ЛОС хатӗрӗн ҫитменлӗх ҫӑра тӑвӑрлӑхӗ 1,450 × 1015 см–3 шутланать, ку вӑл контроль хатӗрӗн ҫитменлӗх ҫӑра тӑвӑрлӑхӗнчен пӗчӗкрех, вӑл 1,795 × 1015 см–3.
Ҫак хатӗре унӑн нумай вӑхӑтлӑх ӗҫ стабильлӗхне тӗрӗслес тӗллевпе азот айӗнче кун ҫутинче чи пысӑк хӑват точкинче (MPP) тӗрӗсленӗ (5а ӳкерчӗк). 550 сехет хыҫҫӑн LOS хатӗрӗ хӑйӗн чи пысӑк ӗҫ тухӑҫлӑхне 92% тытса тӑнӑ, ҫав вӑхӑтрах управлени хатӗрӗн ӗҫ тухӑҫлӑхӗ малтанхи ӗҫӗн 60% таран чакнӑ. Кивӗ хатӗрти элементсен пайланӑвне вӗҫев вӑхӑтӗнчи иккӗмӗш ион масс-спектрометрипе (ToF-SIMS) виҫнӗ (5b, c ӳкерчӗксем). Ҫӳлти ылтӑн контроль лаптӑкӗнче йод пысӑк пухӑннине курма пулать. Инертлӑ газсене хӳтӗлес условисенче тавралӑха пӑсакан факторсем, сӑмахран, нӳрлӗх тата кислород, ҫук, ҫакӑ вара шалти механизмсем (т. е. ионсен миграцийӗ) яваплӑ пулнине пӗлтерет. ToF-SIMS результачӗсем тӑрӑх, Au электродӗнче I- тата AuI2- ионсем тупнӑ, ҫакӑ перовскитран Au-на I диффузине кӑтартать. Контроль хатӗрӗнчи I- тата AuI2- ионсен сигнал хӑватлӑхӗ VOC пробинчен 10 хут пысӑкрах. Унчченхи докладсем кӑтартнӑ тӑрӑх, ионсем витӗр тухни спиро-OMeTAD шӑтӑкӗн ҫыхӑнӑвне хӑвӑрт чакарма тата ҫӳлти электрод сийӗн хими коррозине илсе пыма пултарать, ҫавна май приборти ҫыхӑну япӑхланать37,38. Au электрода кӑларса илнӗ те спиро-OMeTAD сийне субстратран хлорбензол ирӗлчӗкӗпе тасатнӑ. Унтан эпир пленкӑна ҫӗр ҫинчи рентген дифракцийӗпе (GIXRD) характеристика патӑмӑр (5d ӳкерчӗк). Результатсем ҫакна кӑтартаҫҫӗ: контроль пленкин 11,8° дифракци пикӗ палӑрать, LOS тӗслӗхӗнче вара ҫӗнӗ дифракци пикӗ курӑнмасть. Результатсем ҫакна кӑтартаҫҫӗ: контроль пленкинче I ионсен пысӑк ҫухатӑвӗсем δ фаза генерацине илсе пыраҫҫӗ, LOS пленкӑра вара ҫак процесс уҫҫӑн чарӑнать.
575 сехет хушши азот атмосферинче тата 1 хӗвел ҫутинче УФ-фильтрсӑр ҫыхӑнман хатӗре пӗр чарӑнмасӑр МПП сӑнаса тӑни. LOS MPP управлени хатӗрӗнче тата ватӑлмалли хатӗрте b I- тата c AuI2- ионсен ToF-SIMS пайланӑвӗ. Сарӑ, симӗс тата сарӑ-хӗрлӗ тӗссем Au, Spiro-OMeTAD тата перовскит тӗсӗсемпе пӗр килеҫҫӗ. d MPP тӗрӗслевӗ хыҫҫӑн перовскит пленкин GIXRD. Ҫӑлкуҫ даннӑйӗсене ҫӑлкуҫ даннӑйӗсен файлӗсем евӗр параҫҫӗ.
PbC2O4 ионсен миграцине чарма пултарнине ҫирӗплетме температурӑран килекен ҫыхӑнӑва виҫнӗ (21-мӗш хушма ӳкерчӗк). Ион миграцийӗн активаци энергине (Ea) тӗрлӗ температурӑра (T) FAPbI3 пленкин электропроводность улшӑнӑвне (σ) виҫсе тата Нернст-Эйнштейн ҫыхӑнӑвӗпе усӑ курса палӑртаҫҫӗ: σT = σ0exp(−Ea/kBT), кунта σ0 — константа, kB — Болтман константи. Эпир Ea хакне ln(σT) тата 1/T тайлӑмӗнчен илетпӗр, вӑл контроль валли 0,283 эВ тата LOS хатӗрӗ валли 0,419 эВ.
Пӗтӗмлетсе каласан, эпир FAPbI3 перовскитӑн ҫӗмӗрӗлӳ ҫулне тата α-δ фаза куҫӑмӗн энерги барьерӗ ҫине тӗрлӗ кӑлтӑксем мӗнле витӗм кӳнине палӑртма теори никӗсӗ паратпӑр. Ҫак кӑлтӑксенчен VI кӑлтӑксем α-ран δ-на ҫӑмӑллӑнах куҫма пултараҫҫӗ тесе шутлаҫҫӗ. FAPbI3-ӑн α-фазине стабилизацилеме шывра ирӗлмен тата хими енчен ҫирӗп PbC2O4 сийне I вакансисем йӗркеленессине тата I ионсен миграцине чарса лартаҫҫӗ. Ку стратеги пит-куҫ хушшинчи радиациллӗ мар рекомбинацие палӑрмаллах чакарать, хӗвел батарейин эффективлӑхне 25,39% таран ӳстерет тата ӗҫ стабильлӗхне лайӑхлатать. Пирӗн результатсем дефектпа пулакан α-ран δ фазӑна куҫассине чарса эффективлӑ та стабиллӗ формамидин ПСК-сене тума ҫул-йӗр параҫҫӗ.
Титан(IV) изопропоксидне (TTIP, 99,999%) Sigma-Aldrich компанирен туяннӑ. Гуанчжоу хими промышленноҫӗнчен хлорид кислотине (HCl, 35,0–37,0%) тата этанол (шывсӑр) туяннӑ. SnO2 (15 мас.% олова(IV) оксичӗн коллоидлӑ дисперсийӗ) Alfa Aesar компанирен туяннӑ. Тӑхлан(II) йодидне (PbI2, 99,99%) TCI Shanghai (Китай) компанирен туяннӑ. Формамидин йодичӗ (FAI, ≥99,5%), формамидин хлоридӗ (FACl, ≥99,5%), метиламин гидрохлоридӗ (MACl, ≥99,5%), 2,2′,7,7′-тетракис-(N , N-di-p) )-метоксианилин)-спиро,9′-биофлуол (Spiro-OMeTAD, ≥99,5%), литий бис(трифторметан)сульфонилимид (Li-TFSI, 99,95%), 4-трет -бутилпиридин (tBP, 96%) Сиань полимер ҫутӑ технологи компанийӗнчен (Китай) туяннӑ. N,N-диметилформамид (DMF, 99,8%), диметилсульфоксид (DMSO, 99,9%), изопропил спирчӗ (IPA, 99,8%), хлорбензол (CB, 99,8%), ацетонитрил (ACN). Сигма-Ольдрихран туяннӑ. Щавель кислотине (H2C2O4, 99,9%) Маклинран туяннӑ. Пур химикатсене те ытти улшӑнусемсӗрех илнӗ пекех усӑ курнӑ.
ITO е FTO субстратсене (1,5 × 1,5 см2) 10 мин хушши ҫӑвакан ​​япалапа, ацетонпа тата этанолпа ультрасасӑпа тасатнӑ, унтан азот юхӑмӗ айӗнче типӗтнӗ. FTO субстрат ҫине 500 °C температурӑра 60 мин лартнӑ титан диизопропоксибис(ацетилацетонат) ирӗлчӗкӗпе (1/25, v/v) ҫӑра TiO2 барьер сийӗ лартнӑ. SnO2 коллоид дисперсине деионизациленӗ шывпа 1:5 калӑпӑш шайлашӑвӗпе ирӗлтернӗ. УФ-озонпа 20 минут хушши ӗҫленӗ таса субстрат ҫине SnO2 наночастицӑсен ҫӳхе сийне 4000 ҫаврӑм/мин хӑвӑртлӑхпа 30 ҫеккунт лартнӑ, унтан 150 °C температурӑра 30 минут хушши малтанах ӑшӑтнӑ. Перовскит прекурсорӗн ирӗлчӗкӗ валли 275,2 мг FAI, 737,6 мг PbI2 тата FACl (20 моль%) ДМФ/ДМСО (15/1) хутӑш ирӗлтерекенре ирӗлтернӗ. Перовскит сийне 40 мкл перовскит прекурсор ирӗлчӗкне УФ-озонпа ӗҫленӗ SnO2 сийӗ ҫине 5000 ҫаврӑм/мин хӑвӑртлӑхпа 25 ҫеккунт хушши тавралӑх сывлӑшӗнче центрифугӑласа хатӗрленӗ. Юлашки хут хыҫҫӑн 5 ҫеккунтран 50 мкл MACl IPA ирӗлчӗкне (4 мг/мл) антисолвент пек субстрат ҫине хӑвӑрт янӑ. Унтан тин хатӗрленӗ пленкӑсене 150°C температурӑра 20 мин, унтан 100°C температурӑра 10 мин ӑшӑтнӑ. Перовскит пленкине пӳлӗм температури таран сивӗтнӗ хыҫҫӑн H2C2O4 ирӗлчӗкне (1, 2, 4 мг 1 мл IPA-ра ирӗлтернӗ) перовскит ҫийне пассивацилеме 4000 ҫаврӑм/мин 30 ҫеккунт хушши центрифугӑланӑ. 72,3 мг спиро-OMeTAD, 1 мл CB, 27 мкл tBP тата 17,5 мкл Li-TFSI (520 мг 1 мл ацетонитрил) хутӑштарса хатӗрленӗ спиро-OMeTAD ирӗлчӗкне 4000 об/мин хӑвӑртлӑхпа плёнка ҫине спин-кот тунӑ. Юлашкинчен, 100 нм хулӑнӑш Au сийне вакуумра 0,05 нм/с (0~1 нм), 0,1 нм/с (2~15 нм) тата 0,5 нм/с (16~100 нм) хӑвӑртлӑхпа пӑслантарнӑ. ).
Перовскит хӗвел батарейисен SC ӗҫ тухӑҫлӑхне 100 мВт/см2 ҫутӑ хӑватлӑхӗпе хӗвел тренажерӗн ҫутинче (SS-X50) Keithley 2400 метрлӑ хатӗрпе виҫнӗ тата калибровка тунӑ стандартлӑ кремний хӗвел батарейисемпе усӑ курса тӗрӗсленӗ. Урӑхла каламан пулсан, SP кукӑрӗсене азотпа тултарнӑ перчетке ещӗкӗнче пӳлӗм температуринче (~25°C) малалла тата каялла сканерламалли режимсенче виҫнӗ (напряжени тапхӑрӗ 20 мВ, кая юлмалли вӑхӑт 10 мс). Виҫнӗ ПСК валли 0,067 см2 эффективлӑ лаптӑк палӑртма мӗлке маскипе усӑ курнӑ. EQE виҫевӗсене тавралӑхри сывлӑшра PVE300-IVT210 системӑпа (Industrial Vision Technology(s) Pte Ltd) усӑ курса, хатӗр ҫине пӗр тӗслӗ ҫутӑпа фокусланӑ. Прибор ҫирӗплӗхӗшӗн капсулӑсӑр хӗвел батарейисене азотлӑ перчетке ещӗкӗнче 100 мВт/см2 пусӑмпа УФ-фильтрсӑр тӗрӗсленӗ. ToF-SIMS-а PHI nanoTOFII вӗҫев вӑхӑчӗн SIMS-ӗпе усӑ курса виҫеҫҫӗ. Тарӑнӑш профильне 400×400 мкм лаптӑклӑ 4 кВ Ar ион пушкипе усӑ курса тунӑ.
Рентген фотоэлектрон спектроскопийӗн (XPS) виҫевӗсене Thermo-VG Scientific системинче (ESCALAB 250) монохроматизациленӗ Al Kα (XPS режимӗ валли) 5,0 × 10–7 Па пусӑмпа усӑ курса тунӑ. Перовскит пленкисен ҫиелти морфологине тата кӑтрашкине атом вӑйӗн микроскопийӗпе (AFM) (Bruker Dimension FastScan) виҫнӗ. STEM тата HAADF-STEM FEI Titan Themis STEM-ра иртеҫҫӗ. УФ-Вис абсорбци спектрӗсене UV-3600Plus (Shimadzu Corporation) хатӗрпе виҫнӗ. Космос зарядне чикӗлекен ток (SCLC) Keithley 2400 метр ҫинче ҫырса илнӗ. FLS 1000 фотолюминесценци спектрометрӗпе усӑ курса несущий пурнӑҫ тӑршшӗнчи ванчӑкӑн стационарлӑ фотолюминесценцине (PL) тата вӑхӑтпа уйӑрнӑ фотолюминесценцие (TRPL) виҫнӗ. PL карттӑ ӳкерчӗкӗсене Horiba LabRam Raman системипе HR Evolution виҫнӗ. Фурье трансформацийӗн инфрахӗрлӗ спектроскопине ​​(ФТИР) Thermo-Fisher Nicolet NXR 9650 системипе усӑ курса тунӑ.
Ку ӗҫре эпир α-фазӑран δ-фазӑна куҫакан фазӑллӑ ҫула тӗпчеме SSW ҫулӗн дискретизацийӗн меслечӗпе усӑ куратпӑр. SSW меслечӗпе потенциаллӑ энерги ҫийӗн куҫӑмне ӑнсӑртлӑ ҫемҫе режимӑн (иккӗмӗш производнӑй) ҫул-йӗрӗпе палӑртаҫҫӗ, ҫакӑ вара потенциаллӑ энерги ҫийӗн тӗплӗн те объективлӑ тӗпчеме май парать. Ку ӗҫре 72 атомлӑ суперклетка ҫинче ҫул-йӗр дискретизацийӗ пулса пырать, DFT шайӗнче 100 ытла пуҫламӑш/юлашки тӑрӑм (IS/FS) мӑшӑрӗсем пухӑнаҫҫӗ. IS/FS мӑшӑрлӑ даннӑйсен пуххине тӗпе хурса, пуҫламӑш структурӑпа юлашки структурӑна ҫыхӑнтаракан ҫула атомсем хушшинчи ҫыхӑнупа палӑртма пулать, унтан куҫӑм тӑрӑмӗн меслетне тикӗс палӑртма улшӑнакан единица ҫийӗ тӑрӑх икӗ енлӗ куҫӑмпа усӑ кураҫҫӗ. (ВК-ДЭСВ). Куҫӑм тӑрӑмне шыранӑ хыҫҫӑн чи пӗчӗк барьерлӑ ҫула энерги барьерӗсене йӗркелесе палӑртма пулать.
Пур DFT шутлавӗсене те VASP (5.3.5 верси) программӑпа усӑ курса тунӑ, унта C, N, H, Pb тата I атомсен электрон-ион хутшӑнӑвӗсене проекциленӗ вӑйлатнӑ хум (PAW) схемипе кӑтартнӑ. Пердю-Берк-Эрнцерхофф параметризацийӗнче ылмашӑну корреляцийӗн функцине пӗтӗмлетнӗ градиент аппроксимацийӗпе ҫырса кӑтартнӑ. Плоскость хумӗсен энерги чиккине 400 эВ лартнӑ. Монхорст-Пак k-точкӑллӑ сеткӑн калӑпӑшӗ (2 × 2 × 1). Пур структурӑсемшӗн те решетке тата атом вырӑнӗсене чи пысӑк пусӑм компоненчӗ 0,1 ГПа-ран кая мар тата чи пысӑк вӑй компоненчӗ 0,02 эВ/Å-ран пӗчӗкрех пуличчен туллин оптимизациленӗ. Ҫиелти модельре FAPbI3 ҫийӗ 4 сийлӗ, аялти сийӗнче FAPbI3 кӗлеткине имитацилекен ҫирӗп атомсем пур, ҫӳлти виҫӗ сийӗ вара оптимизаци процесӗнче ирӗклӗн куҫма пултараҫҫӗ. PbC2O4 сийӗ 1 мл хулӑнӑш, вӑл FAPbI3-ӑн I-вӗҫӗнчи ҫийӗнче вырнаҫнӑ, унта Pb 1 I тата 4 O ҫыхӑнать.
Тӗпчев дизайнӗ ҫинчен тӗплӗнрех пӗлес тесен, ҫак статьяпа ҫыхӑннӑ Ҫутҫанталӑк портфелӗн отчечӗн тезисне пӑхӑр.
Ҫак тӗпчев вӑхӑтӗнче илнӗ е тишкернӗ мӗнпур даннӑйсене пичетленнӗ статьяна, ҫавӑн пекех ҫирӗплетекен информацие тата чӗрӗ даннӑйсен файлӗсене кӗртнӗ. Ҫак тӗпчевре кӑтартнӑ даннӑйсемпе https://doi.org/10.6084/m9.figshare.2410016440 адреспа паллашма пулать. Ҫак статья валли ҫӑлкуҫ даннӑйӗсене панӑ.
Грин, М. тата ыттисем. Хӗвел батарейисен эффективлӑхӗн таблицисем (57-мӗш изд.). программа. фотоэлектрик. ресурс. заявлени. 29, 3–15 (2021).
Паркер Дж. тата ыттисем. Вӗҫекен алкил аммиак хлоридӗсемпе усӑ курса перовскит сийӗсен ӳсӗмне тӗрӗслесе тӑрасси. Ҫутҫанталӑк 616, 724–730 (2023).
Чжао Ю. тата ыттисем. Активлӑ мар (PbI2)2RbCl пысӑк эффективлӑ хӗвел батарейисем валли перовскит пленкисене стабилизацилет. Наука 377, 531–534 (2022).
Тан, К. тата ыттисем. Диметилакридинил легирующийӗпе усӑ курса перовскитран тунӑ хӗвел батарейисем. Ҫутҫанталӑк, 620, 545–551 (2023).
Хан, К. тата ыттисем. Пӗр кристалллӑ формамидин тӑхлан йодичӗ (FAPbI3): структурӑллӑ, оптика тата электричество пахалӑхӗсем ҫинчен ӑнланни. наречи. Матфей. 28, 2253–2258 (2016).
Массей, С. тата ыттисем. FAPbI3 тата CsPbI3-ра хура перовскит фазине стабилизацилесси. AKS Energy Communications. 5, 1974–1985 (2020).
Эсир, Дж. Дж. тата ыттисем. Перовскитран тунӑ хӗвел батарейисене лайӑхлатнӑ несущийсене ертсе пырасси. Ҫутҫанталӑк 590, 587–593 (2021).
Салиба М. тата ыттисем. Перовскит хӗвел батарейисене рубидий катионӗсене кӗртни фотоэлектричество ӗҫне лайӑхлатать. Наука 354, 206–209 (2016).
Салиба М. тата ыттисем. Виҫӗ катионлӑ перовскит цезий хӗвел батарейисем: лайӑхлатнӑ стабильлӗх, ҫӗнӗрен туса кӑларма май пурри тата пысӑк тухӑҫлӑх. энерги тавралӑхӗ. наука. 9, 1989–1997 (2016).
Куи Х. тата ыттисем. Пысӑк хӑватлӑ перовскит хӗвел батарейисенче FAPbI3 фазӑллӑ стабилизаци енӗпе юлашки вӑхӑтра тунӑ ҫитӗнӳсем Sol. RRL 6, 2200497 (2022).
Делагетта С. тата ыттисем. Хутӑш галогенлӑ органикӑллӑ-органикӑллӑ мар перовскитсен рационализациленӗ фотоиндуцирланӑ фазӑллӑ уйӑрӑвӗ. Нат. хутшӑн. 8, 200 (2017).
Слоткаваж, Д. Дж. тата ыттисем. Галогенид перовскит поглотителӗсенче ҫутӑпа пулакан фазӑсене уйӑрасси. AKS Energy Communications. 1, 1199–1205 (2016).
Чен, Л. тата ыттисем. Формидин тӑхлан трийодид перовскит монокристалӗн шалти фазӑллӑ стабиллӗхӗ тата шалти диапазон хушши. Анджива. Хими. интернационаллӑх. Ред. 61. е202212700 (2022).
Дуинсти, Е. А. тата ытти те. Метилендиаммоний ҫӗрӗшӗвне тата унӑн тӑхлан трийодид формамидинӑн фазӑллӑ стабилизацийӗнчи рольне ӑнланмалла. J. Chem. Йытӑ ами. 18, 10275–10284 (2023).
Лу, ХЗ тата ыттисем. Хура перовскит хӗвел батарейисене FAPbI3 эффективлӑ та ҫирӗп пӑспа лартасси. Наука 370, 74 (2020).
Дохерти, ТАС тата ытти те. Стабильлӗ чалӑш октаэдрлӑ галогенид перовскитӗсем чикӗллӗ характеристикӑллӑ фазӑсен локализациленӗ йӗркеленӗвӗсене пусараҫҫӗ. Наука 374, 1598–1605 (2021).
Хо, К. тата ыттисем. Нӳрлӗхпе ҫутӑ витӗмӗпе формамидин пӗрчисен тата цезипе тӑхлан йодидӗн перовскичӗсен трансформацийӗпе ҫӗмӗрӗлӗвӗн механизмӗсем. AKS Energy Communications. 6, 934–940 (2021).
Чжэн Дж. тата ыттисем. α-FAPbI3 перовскит хӗвел батарейисем валли псевдогалогенид анионӗсем хатӗрлесси. Ҫутҫанталӑк 592, 381–385 (2021).