基于甲脒 (FA+) 三卤化铅 (FAPbI3) 的钙钛矿太阳能电池 (PSC) 已实现超过 26% 的卓越功率转换效率。然而，实现商用设备稳定性并达到 Shockley-Queisser 极限仍然是重大挑战。此外，基于 FAPbI 3 的 PSC 的降解机制对于 FA+与晶体和能带特性变化之间的关联还没有充分了解。
在这项研究中，基于掠入射广角X射线衍射的综合分析揭示了微应变和位错密度之间的显着不匹配，这归因于金属卤化物钙钛矿（MHP）薄膜热降解过程中局部晶粒内平面缺陷的形成。基于 X 射线光电子能谱的进一步分析表明，阴离子最初重新分布，随后 A-阳离子发生有害分解，由于 FA+ 在 MHP 薄膜内热解离，导致潜在的副产物。
当超过 FA+ 解离的性能极限时，由于 MHP 膜内 FA+ 碎片和卤化物蒸发的普遍存在，MHP 膜的降解引起了价带的显着变化。MHP 薄膜中电荷反转层的加宽可能是由于副产物替代品的增加造成的。该研究为提高 PSC 整体性能的商业可行性提供了宝贵的见解。
B. Park, G. Kim, C. Kamal, B. S. Mun, U. B. Cappel, H. Rensmo, K. Kim, M. Odelius and S. I. Seok, Pyrolytic fragmentation-induced defect formation in formamidinium lead halide perovskite thin film and photovoltaic performance limits. Energy Environ. Sci., 2024.
DOI: 10.1039/D4EE01075B
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d4ee01075b
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