新经网甲锭碘化铅是一种非常好的光伏电池材料，但是获得正确和稳定的晶体结构是一个挑战。迄今为止开发的技术产生了相当差的结果。然而，由光学物理学和光电子学教授MariaAntoniettaLoi领导的格罗宁根大学科学家现在已经破解了它-使用刀片和浸渍溶液。结果于2019年3月15日发表在Nanoscale杂志上。
甲脒碘化铅(FAPbI3)是一种钙钛矿，一种结构独特的晶体。钙钛矿以具有化学式ABX3的矿物命名。在理想化的立方晶胞中，X位置被形成八面体的阴离子占据，在B位置具有中心阳离子，而立方体的角被A位阳离子占据(见图)。
工业生产
“这种甲脒碘化铅材料具有非常好的特性，但A位甲脒离子导致结构不稳定，”Loi解释说。由这种材料制成的3D膜通常证明是光活性相和光活性相的混合物，后者对最终应用是有害的。因此，Loi让她的博士生SampsonAdjokatse找到了解决方案。
在尝试不同的策略之后，他找到了一个有效的策略“最重要的是，它可以扩展，可以用于工业生产，”Loi说。毕竟，太阳能电池必须采用大型面板生产，找到一种优质廉价的技术非常重要。Adjokatse以不同的钙钛矿开始，其中甲脒被更大的2苯基乙基铵分子取代，并且这样做形成2D钙钛矿。使用“刮刀”技术将该材料沉积为薄膜，该技术涉及广泛用于工业过程(例如印刷)的技术。
刀
“基本上，你用刀片将材料涂在基材上，”Adjokatse解释道。可以设置刀片以产生厚度约为500纳米的薄膜，从而形成2D钙钛矿层。“重要的一点是，这些薄膜非常光滑，具有高达15微米的大晶畴，”Adjokatse说。将基于2-苯基乙基碘化铅的光滑2D膜用作模板以制备3D甲脒碘化铅膜。
这是通过将2D膜浸入含有甲脒碘化物的溶液中来实现的。这导致通过“阳离子交换”生长3D膜，其中甲脒代替2苯基乙基铵。“与参考3D甲脒碘化铅薄膜相比，这些薄膜显示出更高的光致发光，并且在暴露于光或湿气时显示出更高的稳定性，”Loi说。“这意味着我们现在有了一种利用工业可扩展技术生产钙钛矿太阳能电池高质量薄膜的方法。
