揭示Pb-Sn混合矿薄膜的结构转变和降解机制
Shana Sudhakaran1, Vinod E Madhavan1
1Department of Materials Science and Engineering, National Institute of Technology Calicut, Kozhikode, Kerala 673601, India.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|June 13, 2025
概括
矿太阳能电池 (PSC) 是有前途的,但在湿度下降. 在混合矿 (MAPbI3和MAPb0.8Sn0.2I3) 中用锡取代是一种潜在的解决方案,可以提高稳定性.
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.
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PSC) 提供高效率和低材料成本.
- 湿度,光线和热量的不稳定性阻碍了PSC的商业化.
- (Pb) 在MAPbI3中引起了毒性问题,需要更安全的替代品.
研究的目的:
- 在60%的相对湿度下研究MAPbI3和混合MAPb0.8Sn0.2I3矿薄膜的稳定性.
- 在28天内分析结构,形态和光学属性变化.
- 了解这些矿在潮湿条件下的降解机制.
主要方法:
- 矿膜MAPbI3和MAPb0.8Sn0.2I3的制造和特征.
- 暴露于60%的相对湿度28天.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM),X射线衍射 (XRD) 和UV对NIR光谱学进行分析.
主要成果:
- 两种MAPbI3和MAPb0.8Sn0.2I3薄膜都显示出显著的形态降解,从定义的谷物转变为多孔结构.
- 在7天内,MAPbI3迅速降解为MAPbI3·H2O,并在28天后继续降解.
- 与MAPb0.8Sn0.2I3相比,将锡 (Sn) 纳入MAPb0.8Sn0.2I3导致了红移吸收边和减少的带间隙 (1.38 eV) 与MAPbI3 (1.56 eV) 相比.
结论:
- 湿度显著降解了MAPbI3和MAPb0.8Sn0.2I3矿膜.
- MAPbI3特别不稳定,很快形成了水合相.
- 虽然MAPb0.8Sn0.2I3显示了一些形态变化,但其光学特性略有改变,表明矿太阳能电池中毒性降低和可调节带间隙的潜力.
