卤化锡钙钛矿是实现无铅钙钛矿光电的唯一现实途径。然而,尽管取得了重大进展,但是钙钛矿自p型掺杂和Sn(II)氧化成Sn(IV)仍然限制了太阳能电池的器件效率和稳定性。通过使用最新的密度泛函理论模拟,意大利佩鲁贾大学Filippo De Angelis, 意大利CNR-SCITEC的Daniele Meggiolaro等人揭示了原始模型和缺陷模型中Sn(II)→Sn(IV)氧化的机理特征和能量学。

佩鲁贾大学_ 揭示碘化锡钙钛矿的不稳定性

出乎意料的是,锡的氧化被预测在体相MASnI3中是非常不利的,而在未钝化的钙钛矿表面上则受到能量的有利。结果,大量的Sn(IV)自发转变为Sn(II),向价带释放两个空穴并p掺杂钙钛矿,而表面Sn(IV)充当深电子陷阱,并有助于非辐射载流子复合。发现化学计量和价带表面钉扎在很大程度上影响Sn(IV)的形成,指出表面钝化是获得有效和稳定的卤化锡太阳能电池的主要策略。

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