钙钛矿的光电滞回现象

美国和中国的研究人员使用纳米级电和基于应变的SPM技术来研究钙钛矿材料的光诱导过程。结果阐明了离子迁移和自发极化在光电流滞后中的作用分别较大和较小。

卤化物钙钛矿材料是令人兴奋的候选者新一代光电由于它们的高转换效率和相对容易制造。然而，钙钛矿太阳能电池的大规模生产需要更好地了解电流滞后及其对器件效率和稳定性的影响。

一个由美国华盛顿大学西雅图分校、中国科学院深圳分校和几所中国大学组成的研究小组已经深入了解了这一话题。他们应用扫描探针显微镜(SPM)技术在光和暗条件下测量纳米尺度上的电学和机电行为。样品中含有三阳离子混合卤化物钙钛矿CsFAMA [Cs]_x(足总_y妈_1−y）_1−xPb(我_zBr_1−z）_3.]，其中FA=NH₂CHNH₂(甲脒)和MA=CH_3.NH₂(methylammonium)。

SPM数据表明，光照诱导的迟滞最小，但极化应变增强明显。这些发现表明，铁电卤化物钙钛矿中的光伏滞后主要是由离子迁移引起的，而不是自发极化引起的。进一步利用纳米尺度信息构建了效率为20.11%、滞后指数低至3%的宏观尺度CsFAMA太阳能电池。

研究结果首次建立了钙钛矿中离子迁移、极化和迟滞之间的纳米级相关性。通过这样做，他们促进了对钙钛矿光伏过程的理解，并可以加速商用钙钛矿太阳能电池的发展。

仪器使用

MFP-3D

技术使用

基于动态应变的SPM实验是在一个MFP-3D AFM在光照和黑暗条件下。的MFP-3D无限AFMs的光伏选项提供一个交钥匙解决方案的实验，如这些需要高分辨率测量与同时底部样品照明。基于菌株的实验使用了两者中的任何一种压电反应力显微镜或者是定制的，一阶和二阶谐波响应的逐点测量。为了提高灵敏度，PFM在双交流谐振跟踪模式(DART PFM)。得到了不同正向和反向电压偏置下的光电流图像导电AFM (CAFM)在MFP-3D与ORCA模块。图像采集时间通过使用MacroBuild高级GUI自动调整直流偏置，同时继续扫描。

引用:夏刚，黄斌，张勇等，三阳离子混合卤化物钙钛矿中光电滞后现象的纳米尺度研究:极化和离子迁移的作用。放置板牙。31， 1902870(2019)。https://doi.org/10.1002/adma.201902870

注意:这里显示的数据是在合理使用的情况下从原始文章中重新使用的，可以通过上面的文章链接访问。