稳定性和电流-电压滞后是金属卤化物钙钛矿商业化的主要障碍,这两种现象都与离子迁移有关,先前研究证据表明,稳定的器件均会产生低滞后。然而,复杂的稳定性-滞后关系的潜在机制仍然不甚清楚。鉴于此,来自北卡罗来纳州立大学的Aram Amassian等人提出了一个多尺度扩散框架,用以描述多晶金属卤化物钙钛矿中空位介导的卤化物扩散,将快速晶界扩散率与慢两到四个数量级的体积扩散率区分开来。
文章要点:
1) 该研究的结果揭示了晶界活化能与体积扩散之间的反比关系,因此表现出较小体积扩散率的稳定金属卤化物钙钛矿与较大的晶界扩散率和减小的滞后有关;
2) 此外,金属卤化物钙钛矿中多尺度卤化物扩散的分析揭示了颗粒体积中的离子迁移与晶界之间的复杂内部耦合,从而可以反过来预测金属卤化物钙钛矿的稳定性和滞后性,为解决该领域的突出挑战提供了更清晰的途径。
参考资料:
Ghasemi, M., Guo, B., Darabi, K. et al. A multiscale ion diffusion framework sheds light on the diffusion–stability–hysteresis nexus in metal halide perovskites. Nat. Mater. 22, 329–337 (2023).
DOI: 10.1038/s41563-023-01488-2
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01488-2