Angew：SnF2添加剂改善Sn基钙钛矿电池的Sn(II)稳定性

纳米技术

2021-07-07

Sn材料是钙钛矿太阳能领域具有应用前景的重要替代材料，但是Sn元素非常容易发生Sn(II)氧化为Sn(IV)，目前大多数相关文献中使用SnF₂作为前体分子抑制生成Sn(IV)，但是这种添加剂策略机理成功的原因仍未得到深入理解。

有鉴于此，德国亥姆霍兹柏林能源与材料研究院Jorge Pascual、Antonio Abate等报道通过一系列分析表征手段对其中的氟起到的作用进行揭示，从而对F离子改善钙钛矿中Sn(II)稳定的原因进行理解。

本文要点：

（1）

通过前体的NMR表征发现F^-的亲和性结果显示对Sn(IV)的亲和性比Sn(II)更强，因此Sn以SnF₄形成存在。通过硬X射线光电子能谱（HAXPES）表征，作者发现SnF₄比SnI₄更能抑制掺入钙钛矿的结构中。通过小角X射线散射（SAXS）表征验证了F^-离子显著影响钙钛矿前驱溶液中钙钛矿结构单元的相互作用，因此直接影响钙钛矿材料的晶化过程，改善晶化过程的均相性。因此，作者通过以上多种表征技术的结合，给出了F元素在钙钛矿材料中的工作机制。

（2）

作者发现其他氟化物、SnCl₂同样有助于改善Sn(II)的稳定性。由于F离子具有较高的硬Lewis碱性，结合富含Sn的环境，导致SnF₂能够作为较好的添加剂用于锡卤化物钙钛矿。

参考文献

Jorge Pascual, Antonio Abate et al. Fluoride Chemistry in Tin Halide Perovskites, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202107599

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202107599