卤化物钙钛矿的单双向离子迁移

摘要

卤化物钙钛矿材料以其卓越的可见光吸收、光电转换特性、可调的能级结构以及低能耗等特点，展示了在薄膜太阳能电池、发光显示和生物医药领域广泛应用的潜力。然而，钙钛矿中复杂的离子迁移过程是导致器件能量转换效率低和稳定性差的关键因素，从而限制了其商业化进程。近年来，科学家们对钙钛矿中离子迁移条件和抑制离子迁移的方法进行了广泛的研究。本文从能量势垒角度创新性地探讨离子迁移问题，全面综述了钙钛矿材料中不可逆的单向离子迁移和可逆的双向离子迁移的基本概念和形成机制。随后，分析了不可逆的单向离子迁移导致钙钛矿降解的机理。进一步解析了在外加力、电场、光场和热场等外场作用下的双向可逆离子迁移现象，并探讨了调控离子迁移的策略。最后，从能级的角度揭示了不同元素的离子迁移作用，并利用有效调控离子迁移的方式优化钙钛矿器件的光电转换性能，以促进其商业化应用。

关键词

卤化物钙钛矿 / 太阳能电池 / 离子迁移 / 单向不可逆离子迁移 / 双向可逆离子迁移

基金资助

国家自然科学基金(U2130128);; 河北省自然科学基金-燕赵青年科学家专项(B2023205040);; 京津冀基础研究合作专项(H2022205047,22JCZXJC00060,E3B33911DF);; 中央引导地方科技发展资金(216Z4302G);; 河北省市场监管局科技计划(2023ZC03);; 河北省创新能力提升计划(22567604H);; 河北师范大学博士科研启动基金(L2023B18)