EES:有机阳离子对钙钛矿材料湿度稳定性的影响
北2北
对于太阳能电池来说最重要的两个指标就是效率和长期稳定性。含有有机阳离子的卤化物钙钛矿太阳能电池尽管有着很高的能量转化效率，但是由于稳定性较差因而其商用化进程缓慢。钙钛矿太阳能电池中使用的有机阳离子从分子结构上来说属于铵离子（如甲基铵），因而其在潮湿条件下的稳定性很差。从有机阳离子的分子结构来看，钙钛矿的结构稳定性、疏水性、杂原子附近的化学环境和立体化学性质都会对其湿度稳定性产生影响。具有较大离子半径的有机阳离子能够形成具有高度稳定性的2D结构。这种2D钙钛矿体系由于化学稳定性较高且疏水性较强因而耐受潮湿环境的能力更强。不过，这样的话由于有机阳离子的绝缘性质会使得钙钛矿内部电荷转移变慢。为了解决这个问题，科研人员们采用多种方式在钙钛矿电池的活性层之外构建了多种导电无机层。从这一角度出发，韩国蔚山国家科技研究所的Sang Il Seok等在综合文献的基础上分析了钙钛矿电池在潮湿条件下可能形成的降解引发剂，并用含铵的钙钛矿电池进行了实际的实验，重点研究了它们的湿度稳定性和器件性能。研究人员还提出了一种与传统质子化铵离子不同的磺酸根离子策略来作为提高钙钛矿润湿性的一种方案。
Bohyung Kim, Sang Il Seok et al, Molecular aspects of organic cations affecting the humidity stability of perovskites, Energy & Environmental Science, 2020
DOI: 10.1039/C9EE03473K
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/ee/c9ee03473k
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