Ташаккур барои боздид аз Nature.com. Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад. Барои натиҷаҳои беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки версияи нави браузери худро истифода баред (ё режими мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед). Дар айни замон, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубсозӣ ё JavaScript нишон медиҳем.
Пассиватсияи нуқсонҳо барои беҳтар кардани кори батареяҳои офтобии перовскити трийодиди сурб ба таври васеъ истифода шудааст, аммо таъсири нуқсонҳои гуногун ба устувории фазаи α норавшан боқӣ мемонад; Дар ин ҷо, бо истифода аз назарияи функсионалии зичӣ, мо бори аввал роҳи таҷзияи перовскити трийодиди сурб формамидинро аз фазаи α ба фазаи δ муайян мекунем ва таъсири нуқсонҳои гуногунро ба монеаи энергияи гузариши фаза меомӯзем. Натиҷаҳои симулятсия пешгӯӣ мекунанд, ки ҷойҳои холии йод эҳтимолан боиси таҷзия мешаванд, зеро онҳо монеаи энергияро барои гузариши фазаи α-δ ба таври назаррас коҳиш медиҳанд ва дар сатҳи перовскит энергияи ташаккули пасттаринро доранд. Ворид кардани қабати зичи оксалати сурби дар об ҳалнашаванда ба сатҳи перовскит таҷзияи фазаи α-ро ба таври назаррас бозмедорад ва аз муҳоҷират ва бухоршавии йод пешгирӣ мекунад. Илова бар ин, ин стратегия рекомбинатсияи ғайрирадиатсионии байнисатҳиро ба таври назаррас коҳиш медиҳад ва самаранокии батареяҳои офтобиро то 25.39% (24.92% тасдиқшуда) зиёд мекунад. Дастгоҳи бастабандинашуда пас аз кор бо қувваи максималӣ барои 550 соат таҳти таъсири симулятсияи массаи ҳавои 1.5 Г метавонад самаранокии аввалияи 92%-и худро нигоҳ дорад.
Самаранокии табдили қувва (PCE)-и батареяҳои офтобии перовскит (PSC) ба сатҳи рекордии 26%1 расидааст. Аз соли 2015 инҷониб, PSC-ҳои муосир формамидин трииодид перовскит (FAPbI3)-ро ҳамчун қабати фурӯбарандаи нур афзалтар медонанд, зеро он устувории аълои гармӣ ва фосилаи банди афзалиятноки он ба ҳадди Шокли-Кейссери 2,3,4 наздик аст. Мутаассифона, филмҳои FAPbI3 дар ҳарорати хонагӣ ба таври термодинамикӣ аз фазаи α сиёҳ ба фазаи δ ғайриперовскити зард гузариши фазаро аз сар мегузаронанд5,6. Барои пешгирии пайдоиши фазаи дельта, таркибҳои гуногуни мураккаби перовскит таҳия шудаанд. Стратегияи маъмултарини ҳалли ин мушкилот омехта кардани FAPbI3 бо омезиши ионҳои метиламмонии (MA+), сезий (Cs+) ва бромид (Br-)7,8,9 мебошад. Аммо, перовскитҳои гибридӣ аз васеъшавии банди банд ва ҷудошавии фазаи фотоиндуксияшуда азият мекашанд, ки самаранокӣ ва устувории кори PSC-ҳои ҳосилшударо зери хатар мегузоранд10,11,12.
Таҳқиқоти ахир нишон доданд, ки FAPbI3 монокристаллии холис бидуни ягон допинг аз сабаби кристаллияти аъло ва камбудиҳои кам устувории аъло дорад13,14. Аз ин рӯ, кам кардани камбудиҳо тавассути афзоиши кристаллияти ҳаҷмии FAPbI3 як стратегияи муҳим барои ба даст овардани PSC-ҳои самаранок ва устувор мебошад2,15. Аммо, ҳангоми кори PSC-и FAPbI3, таҷзия ба фазаи шашкунҷаи зарди номатлуби ғайриперовскити δ метавонад ҳоло ҳам рух диҳад16. Ин раванд одатан аз сатҳҳо ва сарҳадҳои донаҳое оғоз мешавад, ки аз сабаби мавҷудияти минтақаҳои сершумори нуқсондор ба об, гармӣ ва рӯшноӣ бештар осебпазиранд17. Аз ин рӯ, барои устувор кардани фазаи сиёҳи FAPbI318 пассиватсияи сатҳ/дона зарур аст. Бисёр стратегияҳои пассиватсияи нуқсонҳо, аз ҷумла ворид кардани перовскитҳои андозаи паст, молекулаҳои Люис-асоси кислота ва намакҳои галогении аммоний, дар PSC-ҳои формамидин19,20,21,22 пешрафти бузурге ба даст овардаанд. То имрӯз, қариб ҳамаи таҳқиқот ба нақши нуқсонҳои гуногун дар муайян кардани хосиятҳои оптоэлектронӣ, аз қабили рекомбинатсияи интиқолдиҳанда, дарозии диффузия ва сохтори банд дар батареяҳои офтобӣ нигаронида шудаанд22,23,24. Масалан, назарияи функсионалии зичӣ (DFT) барои пешгӯии назариявии энергияҳои ташаккул ва сатҳҳои энергияи нигоҳдории нуқсонҳои гуногун истифода мешавад, ки барои роҳнамоии тарҳрезии амалии пассиватсия васеъ истифода мешавад20,25,26. Бо кам шудани шумораи нуқсонҳо, устувории дастгоҳ одатан беҳтар мешавад. Аммо, дар PSC-ҳои формамидин, механизмҳои таъсири нуқсонҳои гуногун ба устувории фаза ва хосиятҳои фотоэлектрикӣ бояд комилан фарқ кунанд. То ҷое ки мо медонем, фаҳмиши асосии он, ки чӣ гуна нуқсонҳо гузариши фазаи кубӣ ба шашкунҷа (α-δ)-ро ба вуҷуд меоранд ва нақши пассиватсияи сатҳӣ ба устувории фазаи перовскити α-FAPbI3 ҳанӯз ҳам ба таври кофӣ фаҳмида нашудааст.
Дар ин ҷо мо роҳи таҷзияи перовскити FAPbI3-ро аз фазаи сиёҳи α ба фазаи зарди δ ва таъсири нуқсонҳои гуногунро ба монеаи энергетикии гузариши фазаи α ба δ тавассути DFT ошкор мекунем. Пешгӯӣ мешавад, ки вакансияҳои I, ки ҳангоми истеҳсоли плёнка ва кори дастгоҳ ба осонӣ ба вуҷуд меоянд, эҳтимолан гузариши фазаи α-δ-ро оғоз мекунанд. Аз ин рӯ, мо тавассути реаксияи in situ дар болои FAPbI3 қабати зичи оксалати сурб (PbC2O4)-ро ҷорӣ кардем. Сатҳи оксалати сурб (LOS) ташаккули вакансияҳои I-ро бозмедорад ва мигратсияи ионҳои I-ро ҳангоми ангезиш аз ҷониби гармӣ, рӯшноӣ ва майдонҳои барқӣ пешгирӣ мекунад. LOS-и ҳосилшуда рекомбинатсияи ғайрирадиатсионии байнисатҳиро ба таври назаррас коҳиш медиҳад ва самаранокии PSC-и FAPbI3-ро то 25.39% (тасдиқшуда ба 24.92%) беҳтар мекунад. Дастгоҳи LOS, ки бастабандинашуда буд, пас аз кор дар нуқтаи ҳадди аксар қудрат (MPP) барои беш аз 550 соат дар массаи ҳавои симулятсияшудаи 1,5 Г радиатсия, 92% самаранокии аввалияи худро нигоҳ дошт.
Мо аввал ҳисобҳои ab initio-ро барои ёфтани роҳи таҷзияи перовскити FAPbI3 барои гузариш аз фазаи α ба фазаи δ анҷом додем. Тавассути раванди табдили муфассали фаза, муайян карда шуд, ки табдил аз октаэдри сеченака бо кунҷҳои муштарак [PbI6] дар фазаи α-и кубии FAPbI3 ба октаэдри якченака бо канорҳои муштарак [PbI6] дар фазаи шашкунҷаи δ-и FAPbI3 ба даст оварда мешавад. шикастани 9. Pb-I дар қадами аввал (Int-1) пайванд ташкил медиҳад ва монеаи энергетикии он ба 0,62 эВ/ҳуҷайра мерасад, чунон ки дар расми 1a нишон дода шудааст. Вақте ки октаэдр дар самти [0\(\bar{1}\)1] ҳаракат мекунад, занҷири кӯтоҳи шашкунҷа аз 1×1 то 1×3, 1×4 васеъ мешавад ва дар ниҳоят ба фазаи δ ворид мешавад. Таносуби самти тамоми масир (011)α//(001)δ + [100]α//[100]δ аст. Аз диаграммаи тақсимоти энергия, метавон ёфт, ки пас аз ядрошавии фазаи δ-и FAPbI3 дар марҳилаҳои зерин, монеаи энергетикӣ нисбат ба гузариши фазаи α пасттар аст, ки маънои онро дорад, ки гузариши фаза суръат мегирад. Албатта, қадами аввали назорати гузариши фаза муҳим аст, агар мо хоҳем, ки таназзули фазаи α-ро пешгирӣ кунем.
a Раванди табдили фаза аз чап ба рост - фазаи сиёҳи FAPbI3 (α-фаза), аввалин шикастани пайванди Pb-I (Int-1) ва минбаъд шикастани пайванди Pb-I (Int-2, Int -3 ва Int -4) ва фазаи зард FAPbI3 (фазаи делта). b Монеаҳои энергетикӣ барои гузариши фазаи α ба δ-и FAPbI3, ки ба нуқсонҳои гуногуни нуқтаи дохилӣ асос ёфтаанд. Хати нуқтадор монеаи энергетикии кристалли идеалиро нишон медиҳад (0.62 эВ). c Энергияи ташаккули нуқсонҳои нуқтаи ибтидоӣ дар сатҳи перовскити сурб. Меҳвари абсисса монеаи энергетикии гузариши фазаи α-δ ва меҳвари ординатӣ энергияи ташаккули нуқсон аст. Қисмҳое, ки бо ранги хокистарӣ, зард ва сабз ранг карда шудаанд, мутаносибан навъи I (EB паст - FE баланд), навъи II (FE баланд) ва навъи III (EB паст - FE паст) мебошанд. d Энергияи ташаккули нуқсонҳои VI ва LOS-и FAPbI3 дар идоракунӣ. e Монеаи I барои муҳоҷирати ионҳо дар назорат ва LOS-и FAPbI3. f – намояндагии схематикии муҳоҷирати ионҳои I (кураҳои норинҷӣ) ва gLOS FAPbI3 (хокистарӣ, сурб; бунафш (норинҷӣ), йод (йоди мобилӣ)) дар назорати gf (чап: намуди боло; рост: буриши уфуқӣ, қаҳваранг); карбон; кабуди равшан – нитроген; сурх – оксиген; гулобии равшан – гидроген). Маълумоти манбаъ дар шакли файлҳои маълумоти манбаъ пешниҳод карда мешавад.
Сипас, мо таъсири нуқсонҳои гуногуни нуқтаи дохилӣ (аз ҷумла ишғоли антисити PbFA, IFA, PbI ва IPb; атомҳои байнисоҳавии Pbi ва II; ва ҷойҳои холии VI, VFA ва VPb)-ро, ки омилҳои калидӣ ҳисобида мешаванд, ба таври систематикӣ омӯхтем. ки боиси вайроншавии фазаи атомӣ ва сатҳи энергия дар расми 1b ва ҷадвали иловагии 1 нишон дода шудаанд. Ҷолиб он аст, ки на ҳама нуқсонҳо монеаи энергетикии гузариши фазаи α-δ-ро кам мекунанд (Расми 1b). Мо боварӣ дорем, ки нуқсонҳое, ки ҳам энергияҳои пасти ташаккул ва ҳам монеаҳои пасти энергияи гузариши фазаи α-δ доранд, барои устувории фаза зараровар ҳисобида мешаванд. Тавре ки қаблан гузориш дода шуда буд, сатҳҳои бой аз сурб умуман барои формамидин PSC27 самаранок ҳисобида мешаванд. Аз ин рӯ, мо ба сатҳи (100)-и бо PbI2 анҷомёфта дар шароити бой аз сурб тамаркуз мекунем. Энергияи ташаккули нуқсонҳои нуқсонҳои нуқтаи дохилии сатҳ дар расми 1c ва ҷадвали иловагии 1 нишон дода шудааст. Бар асоси монеаи энергетикӣ (EB) ва энергияи ташаккули гузариши фаза (FE), ин нуқсонҳо ба се намуд тасниф карда мешаванд. Навъи I (EB-FE-и паст): Гарчанде ки IPb, VFA ва VPb монеаи энергетикиро барои гузариши фаза ба таври назаррас коҳиш медиҳанд, онҳо энергияҳои баланди ташаккул доранд. Аз ин рӯ, мо боварӣ дорем, ки ин намуди нуқсонҳо ба гузаришҳои фаза таъсири маҳдуд доранд, зеро онҳо кам ташаккул меёбанд. Навъи II (EB-и баланд): Аз сабаби беҳтар шудани монеаи энергетикии гузариши фазаи α-δ, нуқсонҳои зиддисайт PbI, IFA ва PbFA ба устувории фазаи перовскити α-FAPbI3 зарар намерасонанд. Навъи III (EB-FE-и паст): нуқсонҳои VI, Ii ва Pbi бо энергияҳои нисбатан пасти ташаккул метавонанд боиси вайроншавии фазаи сиёҳ шаванд. Хусусан бо назардошти пасттарин FE ва EB VI, мо боварӣ дорем, ки самараноктарин стратегия кам кардани ҷойҳои холии I мебошад.
Барои кам кардани VI, мо қабати зичи PbC2O4-ро барои беҳтар кардани сатҳи FAPbI3 таҳия кардем. Дар муқоиса бо пассиваторҳои намаки галогении органикӣ, ба монанди йодиди фенилетиламмоний (PEAI) ва йодиди n-октиламмоний (OAI), PbC2O4, ки ионҳои галогении мобилӣ надорад, аз ҷиҳати кимиёвӣ устувор аст, дар об ҳал намешавад ва ҳангоми ҳавасмандкунӣ ба осонӣ ғайрифаъол мешавад. Устувории хуби намӣ дар сатҳ ва майдони электрикии перовскит. Ҳалшавандагии PbC2O4 дар об танҳо 0,00065 г/л аст, ки ҳатто аз PbSO428 пасттар аст. Муҳимтар аз ҳама, қабатҳои зич ва якхелаи LOS-ро метавон бо истифода аз реаксияҳои in situ дар плёнкаҳои перовскит нарм омода кард (нигаред ба зер). Мо симулятсияҳои DFT-и пайванди байни FAPbI3 ва PbC2O4-ро, ки дар расми иловагии 1 нишон дода шудааст, анҷом додем. Ҷадвали иловагии 2 энергияи ташаккули нуқсонро пас аз ворид кардани LOS нишон медиҳад. Мо муайян кардем, ки LOS на танҳо энергияи ташаккули нуқсонҳои VI-ро ба андозаи 0,69–1,53 эВ зиёд мекунад (Расми 1d), балки энергияи фаъолшавии I-ро дар сатҳи мигратсия ва сатҳи баромад низ зиёд мекунад (Расми 1e). Дар марҳилаи аввал, ионҳои I дар сатҳи перовскит муҳоҷират мекунанд ва ионҳои VI-ро дар ҳолати шабакавӣ бо монеаи энергетикии 0,61 эВ мегузоранд. Пас аз ворид кардани LOS, аз сабаби таъсири монеаи стерикӣ, энергияи фаъолшавӣ барои муҳоҷирати ионҳои I то 1,28 эВ меафзояд. Ҳангоми муҳоҷирати ионҳои I аз сатҳи перовскит берун рафтан, монеаи энергетикӣ дар VOC низ нисбат ба намунаи назоратӣ баландтар аст (Расми 1e). Диаграммаҳои схематикии роҳҳои муҳоҷирати ионҳои I дар назорат ва LOS FAPbI3 мутаносибан дар расми 1 f ва g нишон дода шудаанд. Натиҷаҳои симулятсия нишон медиҳанд, ки LOS метавонад ташаккули нуқсонҳои VI ва бухоршавии I-ро боздорад ва бо ин васила аз нуклеатсияи гузариши фазаи α ба δ пешгирӣ кунад.
Реаксияи байни кислотаи оксалат ва перовскити FAPbI3 санҷида шуд. Пас аз омехта кардани маҳлулҳои кислотаи оксалат ва FAPbI3, миқдори зиёди таҳшини сафед ба вуҷуд омад, ки дар расми иловагии 2 нишон дода шудааст. Маҳсулоти хока ҳамчун маводи холиси PbC2O4 бо истифода аз дифракцияи рентгенӣ (XRD) (Расми иловагии 3) ва спектроскопияи инфрасурхи табдили Фурйе (FTIR) (Расми иловагии 4) муайян карда шуд. Мо муайян кардем, ки кислотаи оксалат дар спирти изопропилӣ (IPA) дар ҳарорати хонагӣ бо ҳалшавандагии тақрибан 18 мг/мл хеле ҳалшаванда аст, тавре ки дар расми иловагии 5 нишон дода шудааст. Ин коркарди минбаъдаро осон мекунад, зеро IPA, ҳамчун ҳалкунандаи маъмулии пассиватсия, ба қабати перовскит пас аз муддати кӯтоҳ зарар намерасонад29. Аз ин рӯ, бо роҳи ғӯтонидани плёнкаи перовскит дар маҳлули кислотаи оксалат ё бо пӯшонидани маҳлули кислотаи оксалат ба болои перовскит, PbC2O4-и тунук ва зичро метавон зуд дар сатҳи плёнкаи перовскит мувофиқи муодилаи кимиёвии зерин ба даст овард: H2C2O4 + FAPbI3 = PbC2O4 + FAI +HI. FAI-ро дар IPA ҳал кардан ва бо ин васила ҳангоми пухтупаз хориҷ кардан мумкин аст. Ғафсии LOS-ро метавон тавассути вақти реаксия ва консентратсияи прекурсор назорат кард.
Тасвирҳои микроскопияи электронии сканкунӣ (SEM)-и плёнкаҳои перовскити назоратӣ ва LOS дар расмҳои 2a,b нишон дода шудаанд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки морфологияи сатҳи перовскит хуб нигоҳ дошта шудааст ва шумораи зиёди зарраҳои майда дар сатҳи дона ҷойгир шудаанд, ки бояд қабати PbC2O4-ро, ки дар натиҷаи реаксияи in-situ ба вуҷуд омадааст, ифода кунад. Плёнкаи перовскити LOS сатҳи каме ҳамвортар дорад (Расми иловагӣ 6) ва кунҷи тамос бо об дар муқоиса бо плёнкаи назоратӣ калонтар аст (Расми иловагӣ 7). Барои фарқ кардани қабати сатҳии маҳсулот микроскопияи электронии интиқоли кундаланг бо қарори баланд (HR-TEM) истифода шудааст. Дар муқоиса бо плёнкаи назоратӣ (Расми 2c), дар болои перовскити LOS қабати тунуки якхела ва зич бо ғафсии тақрибан 10 нм ба таври возеҳ намоён аст (Расми 2d). Бо истифода аз микроскопияи электронии сканеркунии майдони торик бо ҳалқаи баланд (HAADF-STEM) барои омӯзиши интерфейси байни PbC2O4 ва FAPbI3, мавҷудияти минтақаҳои кристаллии FAPbI3 ва минтақаҳои аморфии PbC2O4-ро ба таври возеҳ мушоҳида кардан мумкин аст (Расми иловагӣ 8). Таркиби сатҳии перовскит пас аз коркарди кислотаи оксалат бо андозагириҳои фотоэлектронии рентгенӣ (XPS) тавсиф карда шуд, ки дар расмҳои 2e-g нишон дода шудааст. Дар расми 2e, қуллаҳои C 1s дар атрофи 284,8 эВ ва 288,5 эВ мутаносибан ба сигналҳои мушаххаси CC ва FA тааллуқ доранд. Дар муқоиса бо мембранаи идоракунӣ, мембранаи LOS қуллаи иловагиро дар 289,2 эВ нишон дод, ки ба C2O42- нисбат дода мешавад. Спектри O1s-и перовскити LOS се қуллаи гуногуни O1s-ро дар 531.7 эВ, 532.5 эВ ва 533.4 эВ нишон медиҳад, ки ба COO-и депротоншуда, C=O-и гурӯҳҳои оксалатии 30 ва атомҳои O-и ҷузъи OH мувофиқат мекунанд (Расми 2e). Барои намунаи назоратӣ, танҳо як қуллаи хурди O1s мушоҳида шуд, ки онро метавон ба хемосорбсияи оксиген дар сатҳ нисбат дод. Хусусиятҳои мембранаи назоратии Pb 4f7/2 ва Pb 4f5/2 мутаносибан дар 138.4 эВ ва 143.3 эВ ҷойгиранд. Мо мушоҳида кардем, ки перовскити LOS тағйирёбии қуллаи Pb-ро тақрибан 0.15 эВ ба сӯи энергияи баланди пайвастшавӣ нишон медиҳад, ки нишон медиҳад, ки таъсири мутақобилаи қавитар байни атомҳои C2O42- ва Pb қавитар аст (Расми 2g).
a Тасвирҳои SEM-и плёнкаҳои перовскитии назоратӣ ва b LOS, намуди боло. c Микроскопияи электронии интиқоли буриши баландсифат (HR-TEM)-и плёнкаҳои перовскитии назоратӣ ва d LOS. XPS-и баландсифати плёнкаҳои перовскитии e C 1s, f O 1s ва g Pb 4f. Маълумоти манбаъ дар шакли файлҳои маълумоти манбаъ пешниҳод карда мешавад.
Мувофиқи натиҷаҳои DFT, аз нигоҳи назариявӣ пешгӯӣ карда мешавад, ки нуқсонҳои VI ва муҳоҷирати I ба осонӣ боиси гузариши фаза аз α ба δ мешаванд. Гузоришҳои қаблӣ нишон доданд, ки I2 ҳангоми фотоғамкунӣ пас аз дучор шудан ба филмҳо ба рӯшноӣ ва фишори гармӣ аз филмҳои перовскитии дар асоси PC буда зуд ҷудо мешавад31,32,33. Барои тасдиқи таъсири устуворкунандаи оксалати сурб ба фазаи α-и перовскит, мо филмҳои перовскитии назоратӣ ва LOS-ро мутаносибан дар шишаҳои шишагии шаффоф, ки дорои толуол буданд, ғӯтондем ва сипас онҳоро бо 1 нури офтоб барои 24 соат нур додем. Мо ҷабби нури ултрабунафш ва нури намоён (UV-Vis)-ро чен кардем. ) маҳлули толуол, чунон ки дар расми 3a нишон дода шудааст. Дар муқоиса бо намунаи назоратӣ, дар мавриди LOS-перовскити хеле пасттари ҷабби I2 мушоҳида шуд, ки нишон медиҳад, ки LOS-и фишурда метавонад ҷудошавии I2-ро аз филми перовскит ҳангоми ғӯтонидани рӯшноӣ боздорад. Аксҳои филмҳои перовскитии назоратӣ ва LOS-и пиршуда дар замимаҳои расмҳои 3b ва c нишон дода шудаанд. Перовскити LOS ҳанӯз сиёҳ аст, дар ҳоле ки қисми зиёди плёнкаи назоратӣ зард шудааст. Спектрҳои ҷабби ултрабунафши намоёни плёнкаи ғарқшуда дар расмҳои 3b, c нишон дода шудаанд. Мо мушоҳида кардем, ки ҷабби мувофиқ ба α дар плёнкаи назоратӣ ба таври возеҳ коҳиш ёфтааст. Барои сабти таҳаввулоти сохтори кристалл андозагириҳои рентгенӣ анҷом дода шуданд. Пас аз 24 соати равшанӣ, перовскити назоратӣ сигнали қавии зарди δ-фазаро (11.8°) нишон дод, дар ҳоле ки перовскити LOS ҳанӯз ҳам фазаи сиёҳи хубро нигоҳ дошт (Расми 3d).
Спектрҳои ҷаббидашавандаи UV-намоёни маҳлулҳои толуол, ки дар онҳо плёнкаи назоратӣ ва плёнкаи LOS дар зери 1 нури офтоб ба муддати 24 соат ғӯтонида шудаанд. Дар варақ шишае нишон дода шудааст, ки дар он ҳар як плёнка дар ҳаҷми баробари толуол ғӯтонида шудааст. b Спектрҳои ҷаббидашавандаи UV-Vis плёнкаи назоратӣ ва c плёнкаи LOS пеш ва баъд аз 24 соат ғӯтонидан дар зери 1 нури офтоб. Дар варақ акси плёнкаи санҷишӣ нишон дода шудааст. d Нақшҳои дифракцияи рентгении плёнкаҳои назоратӣ ва LOS пеш ва баъд аз 24 соат таъсири манфӣ. Тасвирҳои SEM-и плёнкаи назоратӣ e ва плёнкаи f LOS пас аз 24 соат таъсири манфӣ. Маълумоти манбаъ дар шакли файлҳои маълумоти манбаъ пешниҳод карда мешаванд.
Мо андозагириҳои микроскопияи электронии сканкунанда (SEM)-ро анҷом додем, то тағйироти микросохтории плёнкаи перовскитро пас аз 24 соати равшанӣ мушоҳида кунем, чунон ки дар расмҳои 3e,f нишон дода шудааст. Дар плёнкаи назоратӣ, донаҳои калон нобуд шуда, ба сӯзанҳои хурд табдил ёфтанд, ки ба морфологияи маҳсулоти фазаи δ FAPbI3 мувофиқат мекарданд (Расми 3e). Барои плёнкаҳои LOS, донаҳои перовскит дар ҳолати хуб боқӣ мемонанд (Расми 3f). Натиҷаҳо тасдиқ карданд, ки аз даст додани I гузаришро аз фазаи сиёҳ ба фазаи зард ба таври назаррас ба вуҷуд меорад, дар ҳоле ки PbC2O4 фазаи сиёҳро устувор мекунад ва аз даст додани I пешгирӣ мекунад. Азбаски зичии холӣ дар сатҳ нисбат ба ҳаҷми донаҳо хеле баландтар аст,34 ин фаза эҳтимолан дар сатҳи донаҳо рух медиҳад, ки ҳамзамон йодро озод мекунад ва VI-ро ташкил медиҳад. Тавре ки DFT пешгӯӣ кардааст, LOS метавонад ташаккули нуқсонҳои VI-ро боздорад ва аз муҳоҷирати ионҳои I ба сатҳи перовскит пешгирӣ кунад.
Илова бар ин, таъсири қабати PbC2O4 ба муқовимати намӣ дар плёнкаҳои перовскит дар ҳавои атмосфера (намии нисбӣ 30-60%) омӯхта шуд. Тавре ки дар расми иловагии 9 нишон дода шудааст, перовскити LOS пас аз 12 рӯз ҳанӯз сиёҳ буд, дар ҳоле ки плёнкаи назоратӣ зард шуд. Дар андозагириҳои XRD, плёнкаи назоратӣ қуллаи қавӣ дар 11.8° -ро нишон медиҳад, ки ба фазаи δ-и FAPbI3 мувофиқат мекунад, дар ҳоле ки перовскити LOS фазаи сиёҳи α-ро хуб нигоҳ медорад (Расми иловагии 10).
Барои омӯзиши таъсири пассиватсияи оксалати сурб ба сатҳи перовскит аз фотолюминесценсияи устувор (PL) ва фотолюминесценсияи бо вақт ҳалшаванда (TRPL) истифода шуданд. Дар расми 4a нишон дода шудааст, ки плёнкаи LOS шиддати PL-ро афзоиш додааст. Дар тасвири харитасозии PL, шиддати плёнкаи LOS дар тамоми масоҳати 10 × 10 мкм2 нисбат ба плёнкаи назоратӣ баландтар аст (Расми иловагӣ 11), ки нишон медиҳад, ки PbC2O4 плёнкаи перовскитро яксон пассив мекунад. Давомнокии умри интиқолдиҳанда бо тақриби вайроншавии TRPL бо як функсияи экспоненсиалӣ муайян карда мешавад (Расми 4б). Давомнокии умри интиқолдиҳандаи плёнкаи LOS 5,2 мкс аст, ки нисбат ба плёнкаи назоратӣ бо умри интиқолдиҳандаи 0,9 мкс хеле дарозтар аст, ки нишон медиҳад, ки рекомбинатсияи ғайрирадиатсионии сатҳ коҳиш ёфтааст.
Спектрҳои PL дар ҳолати устувор ва b-и PL-и муваққатии плёнкаҳои перовскит дар зеризаминҳои шишагӣ. c Каҷхати SP-и дастгоҳ (FTO/TiO2/SnO2/перовскит/спиро-OMeTAD/Au). d Спектри EQE ва спектри Jsc EQE, ки аз дастгоҳи самараноктарин муттаҳид карда шудаанд. d Вобастагии шиддати рӯшноии дастгоҳи перовскит аз диаграммаи Voc. f Таҳлили маъмулии MKRC бо истифода аз дастгоҳи сӯрохи тозаи ITO/PEDOT:PSS/перовскит/PCBM/Au. VTFL шиддати максималии пуркунии дом аст. Аз ин маълумот мо зичии домро (Nt) ҳисоб кардем. Маълумоти манбаъ дар шакли файлҳои маълумоти манбаъ пешниҳод карда мешавад.
Барои омӯзиши таъсири қабати оксалати сурб ба кори дастгоҳ, сохтори анъанавии тамосии FTO/TiO2/SnO2/перовскит/спиро-OMeTAD/Au истифода шуд. Мо барои ба даст овардани кори беҳтари дастгоҳ, ба ҷои метиламин гидрохлорид (MACl), хлориди формамидин (FACl)-ро ҳамчун илова ба прекурсори перовскит истифода мебарем, зеро FACl метавонад сифати беҳтари кристаллро таъмин кунад ва аз фосилаи банди FAPbI335 канорагирӣ кунад (барои муқоисаи муфассал ба расмҳои иловагии 1 ва 2 нигаред). 12-14). IPA ҳамчун антиҳалкунанда интихоб карда шуд, зеро он дар плёнкаҳои перовскит сифати беҳтари кристалл ва самти афзалиятнокро дар муқоиса бо диэтил эфир (DE) ё хлорбензол (CB)36 таъмин мекунад (Расмҳои иловагии 15 ва 16). Ғафсии PbC2O4 бодиққат барои мувозинат кардани пассиватсияи нуқсон ва интиқоли заряд бо роҳи танзими консентратсияи кислотаи оксалӣ оптимизатсия карда шуд (Расми иловагии 17). Тасвирҳои буриши SEM-и дастгоҳҳои идоракунӣ ва LOS-и оптимизатсияшуда дар расми иловагии 18 нишон дода шудаанд. Хатҳои маъмулии зичии ҷараён (CD) барои дастгоҳҳои идоракунӣ ва LOS дар расми 4c нишон дода шудаанд ва параметрҳои истихроҷшуда дар Ҷадвали иловагии 3 оварда шудаанд. Ҳадди аксар самаранокии табдили қувва (PCE)-и ҳуҷайраҳои идоракунӣ 23.43% (22.94%), Jsc 25.75 mA cm-2 (25.74 mA cm-2), Voc 1.16 V (1.16 V) ва сканкунии баръакс (ба пеш). Коэффисиенти пуркунӣ (FF) 78.40% (76.69%) аст. Ҳадди аксар PCE LOS PSC 25.39% (24.79%) аст, Jsc 25.77 mA cm-2, Voc 1.18 V, FF 83.50% (81.52%) аз баръакс (сканкунии ба пеш) аст. Дастгоҳи LOS дар як озмоишгоҳи боэътимоди фотоэлектрикии тарафи сеюм ба самаранокии фотоэлектрикии 24.92% ба даст овард (Расми иловагӣ 19). Самаранокии квантии беруна (EQE) Jsc-и интегралии 24.90 мА см-2 (назоратӣ) ва 25.18 мА см-2 (LOS PSC)-ро мутаносибан дод, ки бо Jsc, ки дар спектри стандартии AM 1.5 G чен карда шудааст, мувофиқати хуб дошт (Расми .4d). Тақсимоти омории PCE-ҳои ченшуда барои PSC-ҳои назоратӣ ва LOS дар Расми иловагӣ 20 нишон дода шудааст.
Тавре ки дар расми 4e нишон дода шудааст, робитаи байни Voc ва шиддати рӯшноӣ барои омӯзиши таъсири PbC2O4 ба рекомбинатсияи сатҳи бо дом кӯмакшуда ҳисоб карда шуд. Нишебии хати мувофиқ барои дастгоҳи LOS 1.16 кБТ/кв аст, ки аз нишебии хати мувофиқ барои дастгоҳи идоракунӣ (1.31 кБТ/кв) пасттар аст, ки тасдиқ мекунад, ки LOS барои боздоштани рекомбинатсияи сатҳӣ тавассути фиребгарон муфид аст. Мо технологияи маҳдудкунии ҷараёни заряди фазоӣ (SCLC)-ро барои чен кардани миқдории зичии нуқсони плёнкаи перовскит бо чен кардани хусусияти IV-и торикии дастгоҳи сӯрохӣ (ITO/PEDOT:PSS/перовскит/спиро-OMeTAD/Au), чунон ки дар расм нишон дода шудааст, истифода мебарем. 4f Нишон диҳед. Зичии дом бо формулаи Nt = 2ε0εVTFL/eL2 ҳисоб карда мешавад, ки дар он ε доимии диэлектрикии нисбии плёнкаи перовскитӣ, ε0 доимии диэлектрикии вакуумӣ, VTFL шиддати маҳдудкунанда барои пур кардани дом, e заряд, L ғафсии плёнкаи перовскитӣ (650 нм) мебошад. Зичии нуқсони дастгоҳи VOC ба 1.450 × 1015 см–3 баробар ҳисоб карда мешавад, ки аз зичии нуқсони дастгоҳи идоракунӣ, ки 1.795 × 1015 см–3 аст, камтар аст.
Дастгоҳи бастабандинашуда дар нуқтаи максималии қудрат (MPP) дар зери нури пурраи рӯзона дар зери нитроген санҷида шуд, то устувории кори дарозмуддати онро тафтиш кунад (Расми 5a). Пас аз 550 соат, дастгоҳи LOS ҳанӯз 92% самаранокии максималии худро нигоҳ дошт, дар ҳоле ки кори дастгоҳи идоракунӣ то 60% кори аввалаи худ коҳиш ёфт. Тақсимоти унсурҳо дар дастгоҳи кӯҳна бо истифода аз спектрометрияи массавии ионҳои дуюмдараҷаи вақти парвоз (ToF-SIMS) чен карда шуд (Расми 5b, c). Дар минтақаи болоии назорати тилло ҷамъшавии зиёди йод мушоҳида мешавад. Шароити муҳофизати гази инертӣ омилҳои харобкунандаи экологӣ, ба монанди намӣ ва оксигенро истисно мекунад, ки ин нишон медиҳад, ки механизмҳои дохилӣ (яъне муҳоҷирати ионҳо) масъуланд. Тибқи натиҷаҳои ToF-SIMS, ионҳои I- ва AuI2- дар электроди Au ошкор карда шуданд, ки паҳншавии I-ро аз перовскит ба Au нишон медиҳад. Шиддати сигнали ионҳои I- ва AuI2- дар дастгоҳи идоракунӣ тақрибан 10 маротиба аз намунаи VOC зиёдтар аст. Гузоришҳои қаблӣ нишон доданд, ки воридшавии ионҳо метавонад боиси коҳиши босуръати ноқилияти сӯрохиҳои спиро-OMeTAD ва зангзании кимиёвии қабати болоии электрод гардад ва бо ин васила тамосҳои байнисатҳиро дар дастгоҳ бадтар кунад37,38. Электроди Au хориҷ карда шуд ва қабати спиро-OMeTAD аз субстрат бо маҳлули хлоробензол тоза карда шуд. Сипас мо плёнкаро бо истифода аз дифракцияи рентгении паҳншавии зуҳурот (GIXRD) тавсиф кардем (Расми 5d). Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки плёнкаи назоратӣ дар 11,8° қуллаи дифракцияи намоён дорад, дар ҳоле ки дар намунаи LOS қуллаи нави дифракция пайдо намешавад. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки талафоти зиёди ионҳои I дар плёнкаи назоратӣ боиси пайдоиши фазаи δ мегардад, дар ҳоле ки дар плёнкаи LOS ин раванд ба таври возеҳ боздошта мешавад.
575 соат пайгирии пайвастаи MPP-и дастгоҳи кушоданашуда дар атмосфераи нитроген ва 1 нури офтоб бе филтри ултрабунафш. Тақсимоти ToF-SIMS-и ионҳои b I- ва c AuI2- дар дастгоҳи идоракунии LOS MPP ва дастгоҳи пиршавӣ. Сояҳои зард, сабз ва норанҷӣ ба Au, Spiro-OMeTAD ва перовскит мувофиқат мекунанд. d GIXRD-и плёнкаи перовскит пас аз санҷиши MPP. Маълумоти манбаъ дар шакли файлҳои маълумоти манбаъ пешниҳод карда мешавад.
Ноқилияти вобаста ба ҳарорат чен карда шуд, то тасдиқ карда шавад, ки PbC2O4 метавонад муҳоҷирати ионҳоро боздорад (Расми иловагӣ 21). Энергияи фаъолсозӣ (Ea)-и муҳоҷирати ионҳо бо чен кардани тағирёбии ноқилияти (σ)-и плёнкаи FAPbI3 дар ҳароратҳои гуногун (T) ва бо истифода аз робитаи Нернст-Эйнштейн муайян карда мешавад: σT = σ0exp(−Ea/kBT), ки дар он σ0 як доимӣ, kB як доимии Болтсман аст. Мо арзиши Ea-ро аз нишебии ln(σT) нисбат ба 1/T ба даст меорем, ки барои дастгоҳи идоракунӣ 0,283 эВ ва барои дастгоҳи LOS 0,419 эВ аст.
Хулоса, мо чаҳорчӯбаи назариявиро барои муайян кардани роҳи таҷзияи перовскити FAPbI3 ва таъсири нуқсонҳои гуногун ба монеаи энергетикии гузариши фазаи α-δ пешниҳод менамоем. Дар байни ин нуқсонҳо, нуқсонҳои VI аз ҷиҳати назариявӣ пешгӯӣ карда мешаванд, ки ба осонӣ гузариши фазаро аз α ба δ ба вуҷуд меоранд. Қабати зичи дар об ҳалнашаванда ва аз ҷиҳати кимиёвӣ устувори PbC2O4 барои устувор кардани фазаи α-и FAPbI3 тавассути боздоштани ташаккули ҷойҳои холии I ва муҳоҷирати ионҳои I ворид карда мешавад. Ин стратегия рекомбинатсияи ғайрирадиатсионии байнисатҳиро ба таври назаррас коҳиш медиҳад, самаранокии батареяҳои офтобиро то 25,39% зиёд мекунад ва устувории кориро беҳтар мекунад. Натиҷаҳои мо роҳнамоӣ барои ноил шудан ба PSC-ҳои самаранок ва устувори формамидин тавассути боздоштани гузариши фазаи α ба δ, ки аз нуқсон ба вуҷуд омадааст, пешниҳод мекунанд.
Изопропоксиди титан (IV) (TTIP, 99.999%) аз Sigma-Aldrich харидорӣ карда шуд. Кислотаи хлорид (HCl, 35.0–37.0%) ва этанол (беоб) аз Guangzhou Chemical Industry харидорӣ карда шуданд. SnO2 (дисперсияи коллоидии оксиди қалъагӣ (IV) 15% вазн) аз Alfa Aesar харидорӣ карда шуд. Йодиди сурб (II) (PbI2, 99.99%) аз TCI Shanghai (Чин) харидорӣ карда шуд. Формамидин йодиди (FAI, ≥99.5%), хлориди формамидин (FACl, ≥99.5%), гидрохлориди метиламин (MACl, ≥99.5%), 2,2′,7,7′-тетракис-(N, N-di-p) )-метоксианилин)-9,9′-спиробифлуорен (Spiro-OMeTAD, ≥99.5%), бис(трифторметан)сулфонилимиди литий (Li-TFSI, 99.95%), 4-терт-бутилпиридин (tBP, 96%) аз ширкати Xi'an Polymer Light Technology (Чин) харидорӣ шудааст. N,N-диметилформамид (DMF, 99.8%), диметилсулфоксид (DMSO, 99.9%), спирти изопропил (IPA, 99.8%), хлорбензол (CB, 99.8%), ацетонитрил (ACN). Аз Sigma-Aldrich харидорӣ шудааст. Кислотаи оксалат (H2C2O4, 99.9%) аз Macklin харидорӣ шудааст. Ҳамаи моддаҳои кимиёвӣ ҳамон тавре ки гирифта шудаанд, бе ягон тағйироти дигар истифода шудаанд.
Субстратҳои ITO ё FTO (1,5 × 1,5 см2) бо шустушӯй, ацетон ва этанол ба муддати 10 дақиқа ба таври ултрасадоӣ тоза карда шуданд ва сипас дар зери ҷараёни нитроген хушк карда шуданд. Қабати зичи монеаи TiO2 бо истифода аз маҳлули титан диизопропоксибис (ацетилацетонат) дар этанол (1/25, v/v), ки дар 500 °C ба муддати 60 дақиқа гузошта шудааст, ба субстрати FTO гузошта шуд. Дисперсияи коллоидии SnO2 бо оби деионизатсияшуда бо таносуби ҳаҷми 1:5 об карда шуд. Дар субстрати тозае, ки бо озони ултрабунафш ба муддати 20 дақиқа коркард шудааст, як плёнкаи тунуки нанозарраҳои SnO2 бо суръати 4000 чархзанӣ барои 30 сония гузошта шуд ва сипас дар ҳарорати 150 °C ба муддати 30 дақиқа гарм карда шуд. Барои маҳлули пешгузаштаи перовскит, 275,2 мг FAI, 737,6 мг PbI2 ва FACl (20 мол%) дар ҳалкунандаи омехтаи DMF/DMSO (15/1) ҳал карда шуданд. Қабати перовскит бо роҳи сентрифуга кардани 40 мкл маҳлули пешгузаштаи перовскит дар болои қабати SnO2-и бо нури ултрабунафш коркардшуда бо озон бо суръати 5000 чархзанӣ дар ҳавои атроф барои 25 сония омода карда шуд. 5 сония пас аз охирин маротиба, 50 мкл маҳлули MACl IPA (4 мг/мл) ҳамчун антиҳалкунанда зуд ба субстрат рехта шуд. Сипас, плёнкаҳои нав омодашуда дар ҳарорати 150°C барои 20 дақиқа ва сипас дар ҳарорати 100°C барои 10 дақиқа гарм карда шуданд. Пас аз хунук кардани плёнкаи перовскит то ҳарорати хонагӣ, маҳлули H2C2O4 (1, 2, 4 мг дар 1 мл IPA ҳалшуда) дар суръати 4000 чархзанӣ барои 30 сония сентрифуга карда шуд, то сатҳи перовскитро пассив кунад. Маҳлули спиро-OMeTAD, ки бо омехта кардани 72,3 мг спиро-OMeTAD, 1 мл CB, 27 µl tBP ва 17,5 µl Li-TFSI (520 мг дар 1 мл ацетонитрил) омода карда шуд, бо пӯшиши чархзананда ба рӯи плёнка бо суръати 4000 чархзанӣ дар як дақиқа дар давоми 30 сония пӯшонида шуд. Дар ниҳоят, қабати ғафсии Au бо суръати 100 нм дар вакуум бо суръати 0,05 нм/с (0~1 нм), 0,1 нм/с (2~15 нм) ва 0,5 нм/с (16~100 нм) бухор карда шуд.
Фаъолияти SC-и батареяҳои офтобии перовскит бо истифода аз Keithley 2400 метр дар зери равшании симулятори офтобӣ (SS-X50) бо шиддати рӯшноии 100 мВт/см2 чен карда шуд ва бо истифода аз батареяҳои офтобии стандартии силиконии калибршуда тасдиқ карда шуд. Агар тартиби дигаре пешбинӣ нашуда бошад, каҷхатҳои SP дар қуттии дастпӯшаки пур аз нитроген дар ҳарорати хонагӣ (~25°C) дар режимҳои сканкунии пеш ва баръакс (қадами шиддат 20 мВ, вақти таъхир 10 мс) чен карда шуданд. Барои муайян кардани майдони муассири 0.067 см2 барои PSC-и ченшуда ниқоби соя истифода шуд. Андозагириҳои EQE дар ҳавои атроф бо истифода аз системаи PVE300-IVT210 (Industrial Vision Technology(s) Pte Ltd) бо нури монохроматӣ, ки ба дастгоҳ нигаронида шудааст, гузаронида шуданд. Барои устувории дастгоҳ, санҷиши батареяҳои офтобии ғайрикапсулӣ дар қуттии дастпӯшаки нитрогенӣ бо фишори 100 мВт/см2 бе филтри ултрабунафш гузаронида шуд. ToF-SIMS бо истифода аз SIMS-и вақти парвози PHI nanoTOFII чен карда мешавад. Профили умқ бо истифода аз таппончаи ионии 4 кВ Ar бо масоҳати 400×400 мкм ба даст оварда шуд.
Андозагирии спектроскопияи фотоэлектронии рентгенӣ (XPS) дар системаи Thermo-VG Scientific (ESCALAB 250) бо истифода аз Al Kα-и монохроматизатсияшуда (барои ҳолати XPS) дар фишори 5.0 × 10–7 Па анҷом дода шуд. Микроскопияи электронии сканкунӣ (SEM) дар системаи JEOL-JSM-6330F анҷом дода шуд. Морфологияи сатҳ ва ноҳамвории плёнкаҳои перовскит бо истифода аз микроскопияи қувваи атомӣ (AFM) (Bruker Dimension FastScan) чен карда шуданд. STEM ва HAADF-STEM дар STEM-и FEI Titan Themis гузаронида мешаванд. Спектрҳои ҷабби UV-Vis бо истифода аз UV-3600Plus (Shimadzu Corporation) чен карда шуданд. Ҷараёни маҳдудкунандаи заряди фазоӣ (SCLC) дар метри Keithley 2400 сабт карда шуд. Фотолюминесценсияи устувор (PL) ва фотолюминесценсияи бо вақт ҳалшаванда (TRPL)-и вайроншавии умри интиқолдиҳанда бо истифода аз спектрометри фотолюминесценсияи FLS 1000 чен карда шуданд. Тасвирҳои харитасозии PL бо истифода аз системаи Horiba LabRam Raman HR Evolution чен карда шуданд. Спектроскопияи инфрасурхи табдили Фурйе (FTIR) бо истифода аз системаи Thermo-Fisher Nicolet NXR 9650 анҷом дода шуд.
Дар ин кор, мо усули намунагирии масири SSW-ро барои омӯзиши масири гузариши фаза аз фазаи α ба фазаи δ истифода мебарем. Дар усули SSW, ҳаракати сатҳи энергияи потенсиалӣ аз рӯи самти ҳолати нарми тасодуфӣ (ҳосилаи дуюм) муайян карда мешавад, ки имкон медиҳад, ки сатҳи энергияи потенсиалӣ муфассал ва объективӣ омӯхта шавад. Дар ин кор, намунагирии масир дар суперҳуҷайраи 72-атомӣ анҷом дода мешавад ва дар сатҳи DFT зиёда аз 100 ҷуфт ҳолати ибтидоӣ/ниҳоӣ (IS/FS) ҷамъоварӣ карда мешаванд. Дар асоси маҷмӯи додаҳои ҷуфтии IS/FS, масиреро, ки сохтори ибтидоӣ ва сохтори ниҳоиро мепайвандад, бо мувофиқати байни атомҳо муайян кардан мумкин аст ва сипас ҳаракати дуҷониба дар сатҳи воҳиди тағйирёбанда барои муайян кардани ҳамвор усули ҳолати гузариш истифода мешавад. (VK-DESV). Пас аз ҷустуҷӯи ҳолати гузариш, масир бо пасттарин монеа метавонад бо рейтинги монеаҳои энергетикӣ муайян карда шавад.
Ҳама ҳисобҳои DFT бо истифода аз VASP (версияи 5.3.5) анҷом дода шуданд, ки дар он таъсири мутақобилаи электрон-ионии атомҳои C, N, H, Pb ва I бо схемаи мавҷи тақвиятёфтаи пешбинишуда (PAW) ифода карда мешаванд. Функсияи коррелятсияи мубодила бо тақриби градиенти умумӣ дар параметризатсияи Пердю-Берк-Эрнзерхофф тавсиф карда мешавад. Ҳадди энергия барои мавҷҳои ҳамвор ба 400 эВ муқаррар карда шуд. Шабакаи k-нуқтаи Монкхорст-Пак андозаи (2 × 2 × 1) дорад. Барои ҳама сохторҳо, мавқеъҳои шабакавӣ ва атомӣ то он даме, ки ҷузъи шиддати максималӣ аз 0,1 ГПа камтар ва ҷузъи қувваи максималӣ аз 0,02 эВ/Å камтар бошад, пурра оптимизатсия карда шуданд. Дар модели сатҳӣ, сатҳи FAPbI3 4 қабат дорад, қабати поёнӣ атомҳои собит дорад, ки бадани FAPbI3-ро тақлид мекунанд ва се қабати болоӣ метавонанд дар раванди оптимизатсия озодона ҳаракат кунанд. Қабати PbC2O4 ғафсии 1 мл дорад ва дар сатҳи I-терминали FAPbI3 ҷойгир аст, ки дар он ҷо Pb ба 1I ва 4O пайваст аст.
Барои гирифтани маълумоти бештар дар бораи тарҳи тадқиқот, ба Хулосаи гузориши портфели табиӣ, ки бо ин мақола алоқаманд аст, нигаред.
Ҳамаи маълумоти дар давоми ин таҳқиқот бадастомада ё таҳлилшуда дар мақолаи нашршуда, инчунин дар маълумоти ёрирасон ва файлҳои маълумоти хом дохил карда шудаанд. Маълумоти хоми дар ин таҳқиқот пешниҳодшуда дар https://doi.org/10.6084/m9.figshare.2410016440 дастрас аст. Маълумоти манбаъ барои ин мақола пешниҳод шудааст.
Грин, М. ва дигарон. Ҷадвалҳои самаранокии батареяҳои офтобӣ (нашри 57-ум). барнома. фотоэлектрикӣ. захира. татбиқ. 29, 3–15 (2021).
Паркер Ҷ. ва дигарон. Назорати афзоиши қабатҳои перовскит бо истифода аз хлоридҳои алкил аммонийи идорашаванда. Nature 616, 724–730 (2023).
Жао Ю. ва ҳамкорон. Ғайрифаъол (PbI2)2RbCl плёнкаҳои перовскитро барои батареяҳои офтобии баландсамаранок устувор мекунад. Science 377, 531–534 (2022).
Тан, К. ва дигарон. Батареяҳои офтобии перовскитии чаппашуда бо истифода аз допантҳои диметилакридинил. Nature, 620, 545–551 (2023).
Хан, К. ва дигарон. Йодиди сурби формамидини яккристаллӣ (FAPbI3): фаҳмиш дар бораи хосиятҳои сохторӣ, оптикӣ ва электрикӣ. зарф. Матто 28, 2253–2258 (2016).
Массей, С. ва дигарон. Устуворшавии фазаи перовскити сиёҳ дар FAPbI3 ва CsPbI3. AKS Energy Communications. 5, 1974–1985 (2020).
Шумо, ҶҶ ва дигарон. Батареяҳои офтобии перовскитии самаранок тавассути идоракунии беҳтаршудаи интиқолдиҳандаҳо. Nature 590, 587–593 (2021).
Салиба М. ва ҳамкорон. Дохил кардани катионҳои рубидий ба батареяҳои офтобии перовскитӣ кори фотоэлектрикиро беҳтар мекунад. Science 354, 206–209 (2016).
Салиба М. ва ҳамкорон. Батареяҳои офтобии сезийи сегона-катионии перовскит: устувории беҳтаршуда, такроршавандагӣ ва самаранокии баланд. Муҳити энергетикӣ. Илм. 9, 1989–1997 (2016).
Cui X. ва дигарон. Пешрафтҳои ахир дар устуворсозии фазаи FAPbI3 дар батареяҳои офтобии перовскитии баландсифат Sol. RRL 6, 2200497 (2022).
Делагетта С. ва дигарон. Ҷудокунии фазаи фотоиндуксияшудаи перовскитҳои галогении омехтаи органикӣ-ғайриорганикӣ. Табиӣ муошират. 8, 200 (2017).
Slotcavage, DJ ва дигарон. Ҷудошавии фаза бо нур дар ҷаббандаҳои перовскити галогенидӣ. AKS Energy Communications. 1, 1199–1205 (2016).
Чен, Л. ва дигарон. Устувории фазаи дохилӣ ва фосилаи банди дохилии кристалли монокристалли перовскити трииодиди сурб формамидин. Анҷива. Кимиёвӣ. байналмилалӣ. Нашр. 61. e202212700 (2022).
Дуинсти, ЭА ва ғайра. Фаҳмидани таҷзияи метилендиаммоний ва нақши он дар устуворшавии фазаи трийодиди сурб формамидин. J. Chem. Bitch. 18, 10275–10284 (2023).
Лу, ХЗ ва дигарон. Таҳвили самаранок ва устувори буғии батареяҳои офтобии перовскити сиёҳ FAPbI3. Илм 370, 74 (2020).
Доэрти, TAS ва ғайра. Перовскитҳои галогенидии октаэдралии майлдоштаи устувор ташаккули маҳаллии фазаҳоро бо хусусиятҳои маҳдуд пахш мекунанд. Science 374, 1598–1605 (2021).
Хо, К. ва дигарон. Механизмҳои табдил ва таҷзияи донаҳои формамидин ва перовскитҳои йодиди сезий ва сурб таҳти таъсири намӣ ва рӯшноӣ. AKS Energy Communications. 6, 934–940 (2021).
Чжэн Ҷ. ва ҳамкорон. Таҳияи анионҳои псевдогалидӣ барои батареяҳои офтобии перовскитии α-FAPbI3. Nature 592, 381–385 (2021).