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提高甲脒铅三碘化物 (FAPbI 3 ) 钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的效率和稳定性，主要集中在使用氯化甲胺 (MACl) 作为有效添加剂。MACl 显著改善了 FAPbI3 的结晶性，并降低了其 δ-α 相变温度，从而提升了这些太阳能电池的效率。然而，在退火过程中 MACl 的脱质子化挥发时，高度活泼的甲胺会形成 N-甲基甲脒 (MFA+) 阳离子。
尽管 MFA+ 对 FAPbI3 钙钛矿性能有潜在的重要影响，但其化学和光电特性仍未得到充分理解。蔚山科学技术院Sang Il Seok和新南威尔士大学 Jae Sung Yun等人通过高级纳米尺度表征技术，包括光诱导力显微镜 (PiFM)、四维扫描透射电子显微镜和波长依赖开尔文探针力显微镜 (KPFM)，探讨了在 MACl 掺入情况下 MFA+ 在 FAPbI3 钙钛矿中的未探明作用。我们发现 MACl 导致成分异质性，特别是甲脒 (FA+) 和 MFA+ 阳离子不均匀性。令人惊讶的是，MACl 选择性地在晶界 (GB) 处和晶界附近的团簇中促进了 MFAPbI3 的形成。
此外，研究者确认MFAPbI3 是一个宽带隙材料，电荷载流子在富含 MFAPbI3 的晶界和团簇处有效分离。这尤其有趣，因为尽管 MFAPbI3 的晶体结构与黄色相 δ-FAPbI3 相似，但它显示出高表面光电压，并且不会降低太阳能电池的性能。本研究不仅提供了关于使用 MACl 后由局部阳离子异质性引起的 MFA+ 副产物形成的见解，还为优化基于甲脒的 PSC 设计和性能提供了重要的参考。
Benign methylformamidinium byproduct induced by cation heterogeneity inhibits local formation of δ-phase perovskites
J. Lim, J. Kim, J. Davies-Jones, M. Danaie, E. Choi, H. Shim, L. Chen, J. Kim, J. Kim, P. R. Davies, J. Seidel, M. Green, S. D. Stranks, S. I. Seok and J. Yun, Energy Environ. Sci., 2024.
DOI: 10.1039/D4EE03058C
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d4ee03058c
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