ナノメートルスケールの内在ハリド分離は,混合カチオン/混合ハリドペロブスキート太陽電池の高効率を決定する

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• ナノテクノロジー

背景:

• (FAPbI3) 0.85(MAPbBr3) 0.15のような混合ペロブスキットは高効率のペロブスキット太陽電池の鍵です.
• ペロブスキットの自己組織化と元素分布を理解することは,デバイスのパフォーマンスを最適化するために重要です.

研究 の 目的:

• 混合ペロブスキート膜のナノスケール電荷キャリアと元素分布をマッピングする.
• ペロブスキート膜の均質性および光学特性に対する組成工学の影響を調査する.

主な方法:

• 二次イオン質量スペクトロメトリー (HIM-SIMS) と組み合わせた新しいヘリウムイオン顕微鏡を使用した.
• ナノスケール分析のためにケルビン探査力顕微鏡 (KPFM) を使った.
• 20%効率の良い太陽電池から 混合ペロブスキートフィルムを分析した.

主要な成果:

• 混合ペロブスキート膜をヨウ素に富んだナノドメイン (最大数百ナノメートル) に固有の分離を証明した.
• ナノドメイン分離による膜の均質性の破壊が明らかになった.
• 構成の不均一性に関連したマイクロメートルスケールの光学特性の変化を観察した.

結論:

• ナノスケールのペロブスキットの構成と自己組織化について 前例のない洞察を提供しました
• 混合ペロブスキートフィルムにおけるナノスケールの元素分布の重要な役割を強調した.
• 太陽電池の効率を向上させるため,ペロブスキットの自己組織化を制御する必要性を強調した.