​今日Science:钙钛矿ABX3中A阳离子非传统功能研究的最大突破

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第一作者:Jin-Wook Lee

通讯作者:Sang Il Seok, Yang Yang 和 Nam-Gyu Park

通讯单位:成均馆大学(韩国)


有机无机卤化铅钙钛矿(OLHP)代表一系列半导体材料,因其光电应用而引起了广泛的兴趣。通过将显著的电子和光物理特性,该领域在过去十年中经历了快速的突破。基于OLHP的光电器件现已被确立为一个独立的研究领域。特别是使用OLHP作为光敏层的太阳能电池的功率转换效率已经超过了25%,这与基于硅等传统无机半导体的光伏电池具有较强的竞争力。然而,ABX3有机-无机卤化铅钙钛矿(OLHP)中的A阳离子传统上被认为是几乎不影响器件的光电特性。然而,最近的研究揭示了A阳离子在OLHP的物理化学和光电性质调节中的关键作用。


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【主要内容】

OLHP的一般化学式为ABX3,由于A阳离子本身并不直接影响OLHP的带边结构,因此传统上认为它几乎不会影响OLHP的光电特性。近年来的研究已经揭示了A阳离子在确定OLHP的光电和物理化学本身关系方面的关键作用。在这篇综述中,作者回顾了A阳离子的多功能性所带来的重要突破。通过(1)晶体对称性和相性、(2)带隙调控及(3)电荷-载流子动力学三个方面重新审视了A阳离子的传统作用;又通过(1)理想钙钛矿晶体的相稳定性、(2)利用空间位阻和静电相互作用阻碍离子迁移和(3)表面功能化及界面改性三个方面介绍了A离子的拓展功能。此外,作者还强调了与OLHP中A阳离子相关的潜在机会和未解答的问题。这篇综述以“Rethinking the A cation in halide perovskites”为题发表在著名期刊Science上。

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Fig. 1. Expanded role of A cations.


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Fig. 2. Revisiting the conventional roles of the A cation.


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Fig. 3. Stabilization of the cubic FAPbI3 phase by A cation engineering.


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Fig. 4. Impeding ion migration.


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Fig. 5. Surface and interface modification by oversized A cations.


文献信息:Jin-Wook Lee, Shaun Tan, Sang Il Seok, et al. Rethinking the A cation in halide perovskites, Science, 2022.

https://doi.org/10.1126/science.abj1186


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参考文献: