直接纳米尺度可视化电场诱导的MAPbI3薄膜的衰老动态
Nikita A Emelianov1, Victoria V Ozerova1, Yuri S Fedotov2
1Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences, Academician Semenov Ave. 1, Chernogolovka 142432, Russia.
Materials (Basel, Switzerland)
|June 28, 2023
概括
矿太阳能电池中的场诱导降解在纳米尺度上可视化. 红外散射类型扫描近场显微镜揭示了甲基离子的动态和降解途径,有助于开发稳定的太阳能电池.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PSC) 是一个有前途的光伏技术.
- 运行稳定性,特别是在电场下,限制了PSC的商业化.
- 了解现场诱导的降解机制对于PSC改进至关重要.
研究的目的:
- 在应用电场下的甲基 (MA+) 离子在甲基氧化 (MAPbI3) 薄膜中的纳米级动态可视化.
- 阐明PSC中现场诱导退化的机制性途径.
- 评估红外散射类型扫描近场显微镜 (IR s-SNOM) 对研究PSC降解的实用性.
主要方法:
- 使用IR s-SNOM对MA+离子动态进行直接纳米尺度可视化.
- 在MAPbI3薄膜上进行实地诱导降解实验.
- 使用飞行时间二次离子质谱 (ToF-SIMS),光发光 (PL) 显微镜,扫描电子显微镜 (SEM) 和能量散射X射线 (EDX) 微分析进行补充分析.
主要成果:
- 在场诱导降解过程中,IR s-SNOM成功地可视化了MA+离子动态.
- 确定了主要的降解途径: (I-) 的阳极氧化和MA+的阴极还原.
- 观察到有机物种的减少和设备通道中 (Pb) 的形成.
结论:
- 在MAPbI3中,场诱导的降解涉及离子迁移和电化学反应.
- IR s-SNOM是一个强大的工具,用于空间分辨率分析PSC退化.
- 这些发现有助于开发更稳定的矿材料,耐电场.
