Joule:卤化物氧化在钙钛矿卤化物相分离中的作用
坡肉先生 坡肉先生 2021-08-13

卤化物钙钛矿在平衡时对 Br:I 和 Cl:Br 组合物显示出完全的固溶度,但最初的均匀分布通常在非平衡条件下(例如,光照)分配到富含 Br 和 I(Cl- 和 Br-)的区域,成为了带隙可调的串联光伏和发光二极管等应用至关重要的工作稳定性的主要障碍。卤化物氧化在钙钛矿薄膜中合金卤化物成分的物理分层中起主要作用;这一步似乎引发了卤化物分离,最终由几个潜在的热力学和动力学驱动力引导,在协同和竞争中起作用。值得注意的是,氧化卤化物所需的势能,由它们的相对氧化电位 (I- < Br- < Cl-) 决定,可以通过施加的电压或光照来提供;偏析将由最容易氧化的物质决定,导致氧化卤化物产品的浓度梯度。普林斯顿大学Barry P. Rand和美国可再生能源国家实验室Bryon W. Larson等人分析了由这种模型预测的卤化物偏析行为,该模型能够合理化各种报告的观察结果,仅将光电化学卤化物氧化作为共性。


本文要点:

1)这里引用的基本和跨学科概念阐明了光电化学在卤化物分离中的作用,将光照和电压引起的现象联系起来,并表明由于配位环境,这些不稳定性植根于原子轨道水平。克服这些不稳定性的途径应该通过高度协作的努力铺平,尤其是材料工程师和无机化学家之间的合作,以仔细操纵动态无序、宏观和微观应变。


Ross A. Kerner et al. The role of halide oxidation in perovskite halide phase separation, Joule, 2021

https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.07.011

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435121003494


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