研究透视：Nat Energy-钙钛矿太阳能电池，在真空和氮气气氛下的降解机制

钛矿太阳能电池，目前大部分研究集中在如何提高钙的运行稳定性，其基本的降解机制，却较少被关注。早期工作中，忽视的一个方面就是，在电池服役操作期间，大气对器件性能的影响。今日，德国慕尼黑工业大学物理系功能材料系Peter Müller-Buschbaum团队，在Nature Energy上发文，报道了利用用 同步辐射X射线显微成像方法，研究了在真空和氮气氛下，钙钛矿太阳能电池的降解机制。与之前报告中描述的观察结果不同，研究发现光致相分离、晶格收缩和形态变形在真空下发生。在氮气下，太阳能电池在运行过程中仅出现晶格收缩，从而使器件稳定性更好。氮气下的不同材料行为，归因于更大的晶格畸变和相分离的能垒。最后，研究发现过量的 PbI2 迁移到钙钛矿和空穴传输层之间的界面，会降低真空或氮气下器件的性能。

图 1：所分析器件的结构和性能。

图 2：在不同大气中运行的(MAPbBr3)0.17(FAPbI3)0.83（MAFA）钙钛矿太阳能电池PSC 的结构演变。

图 3：在不同大气中运行的 MAFA PSC 的形态演变。

图 4：晶格收缩和相分离的热力学驱动力。

图 5：在不同大气中的降解机制。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41560-021-00912-8

https://doi.org/10.1038/s41560-021-00912-8

本文译自“Nature Energy”。