از بازدید شما از Nature.com متشکریم. نسخه مرورگری که استفاده می‌کنید پشتیبانی محدودی از CSS دارد. برای بهترین نتیجه، توصیه می‌کنیم از نسخه جدیدتر مرورگر خود استفاده کنید (یا حالت سازگاری را در Internet Explorer غیرفعال کنید). در عین حال، برای اطمینان از پشتیبانی مداوم، سایت را بدون استایل یا جاوا اسکریپت نمایش می‌دهیم.
غیرفعال‌سازی نقص به طور گسترده برای بهبود عملکرد سلول‌های خورشیدی پروسکایت سرب تری‌یدید استفاده شده است، اما تأثیر نقص‌های مختلف بر پایداری فاز α هنوز مشخص نیست. در اینجا، با استفاده از نظریه تابعی چگالی، برای اولین بار مسیر تخریب پروسکایت سرب تری‌یدید فرمامیدین از فاز α به فاز δ را شناسایی کرده و تأثیر نقص‌های مختلف را بر سد انرژی گذار فاز بررسی می‌کنیم. نتایج شبیه‌سازی پیش‌بینی می‌کند که جای خالی‌های ید به احتمال زیاد باعث تخریب می‌شوند زیرا آنها به طور قابل توجهی سد انرژی را برای گذار فاز α-δ کاهش می‌دهند و کمترین انرژی تشکیل را در سطح پروسکایت دارند. ایجاد یک لایه متراکم از اگزالات سرب نامحلول در آب بر روی سطح پروسکایت به طور قابل توجهی تجزیه فاز α را مهار می‌کند و از مهاجرت و تبخیر ید جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، این استراتژی به طور قابل توجهی نوترکیبی غیرتابشی بین سطحی را کاهش داده و راندمان سلول خورشیدی را به 25.39٪ (24.92٪ تأیید شده) افزایش می‌دهد. دستگاه بدون بسته‌بندی، پس از کار با حداکثر توان به مدت ۵۵۰ ساعت تحت تابش جرم هوای شبیه‌سازی شده ۱.۵ گیگا بایت، همچنان می‌تواند راندمان ۹۲٪ اولیه خود را حفظ کند.
راندمان تبدیل توان (PCE) سلول‌های خورشیدی پروسکایت (PSC) به رکورد بالای 26% رسیده است. از سال 2015، PSC های مدرن به دلیل پایداری حرارتی عالی و شکاف باند ترجیحی نزدیک به حد شاکلی-کیسر 2،3،4، پروسکایت فرمامیدین تری یدید (FAPbI3) را به عنوان یک لایه جاذب نور ترجیح داده‌اند. متأسفانه، فیلم‌های FAPbI3 از نظر ترمودینامیکی در دمای اتاق دچار گذار فاز از فاز α سیاه به فاز δ غیر پروسکایت زرد می‌شوند5،6. برای جلوگیری از تشکیل فاز دلتا، ترکیبات پیچیده مختلف پروسکایت توسعه یافته‌اند. رایج‌ترین استراتژی برای غلبه بر این مشکل، مخلوط کردن FAPbI3 با ترکیبی از یون‌های متیل آمونیوم (MA+)، سزیم (Cs+) و برمید (Br-) است7،8،9. با این حال، پروسکایت‌های هیبریدی از پهن شدن شکاف باند و جدایی فاز ناشی از نور رنج می‌برند که عملکرد و پایداری عملیاتی PSC های حاصل را به خطر می‌اندازد10،11،12.
مطالعات اخیر نشان داده‌اند که FAPbI3 تک بلور خالص بدون هیچ گونه آلایشی به دلیل بلورینگی عالی و نقص‌های کم، پایداری بسیار خوبی دارد13،14. بنابراین، کاهش نقص‌ها با افزایش بلورینگی FAPbI3 توده‌ای، یک استراتژی مهم برای دستیابی به PSCهای کارآمد و پایدار است2،15. با این حال، در طول عملکرد PSC FAPbI3، تخریب به فاز δ غیرپروسکایتی زرد شش ضلعی نامطلوب هنوز هم می‌تواند رخ دهد16. این فرآیند معمولاً در سطوح و مرزهای دانه‌ای آغاز می‌شود که به دلیل وجود نواحی معیوب متعدد، بیشتر در معرض آب، گرما و نور هستند17. بنابراین، غیرفعال‌سازی سطح/دانه برای تثبیت فاز سیاه FAPbI318 ضروری است. بسیاری از استراتژی‌های غیرفعال‌سازی نقص، از جمله معرفی پروسکایت‌های کم‌بعد، مولکول‌های لوئیس اسید-باز و نمک‌های هالید آمونیوم، پیشرفت زیادی در PSCهای فرمامیدین داشته‌اند19،20،21،22. تا به امروز، تقریباً تمام مطالعات بر نقش نقص‌های مختلف در تعیین خواص اپتوالکترونیکی مانند نوترکیبی حامل، طول انتشار و ساختار باند در سلول‌های خورشیدی متمرکز بوده‌اند22،23،24. به عنوان مثال، از نظریه تابعی چگالی (DFT) برای پیش‌بینی نظری انرژی‌های تشکیل و سطوح انرژی به دام انداختن نقص‌های مختلف استفاده می‌شود که به طور گسترده برای هدایت طراحی غیرفعال‌سازی عملی استفاده می‌شود20،25،26. با کاهش تعداد نقص‌ها، معمولاً پایداری دستگاه بهبود می‌یابد. با این حال، در PSCهای فرمامیدین، مکانیسم‌های تأثیر نقص‌های مختلف بر پایداری فاز و خواص فوتوالکتریک باید کاملاً متفاوت باشد. تا آنجا که ما می‌دانیم، درک اساسی از چگونگی القای گذار فاز مکعبی به شش ضلعی (α-δ) توسط نقص‌ها و نقش غیرفعال‌سازی سطح بر پایداری فاز پروسکایت α-FAPbI3 هنوز به خوبی درک نشده است.
در اینجا، ما مسیر تخریب پروسکایت FAPbI3 از فاز α سیاه به فاز δ زرد و تأثیر نقص‌های مختلف بر سد انرژی گذار فاز α به δ را از طریق DFT آشکار می‌کنیم. پیش‌بینی می‌شود که جای خالی‌های I، که به راحتی در طول ساخت فیلم و عملکرد دستگاه ایجاد می‌شوند، به احتمال زیاد آغازگر گذار فاز α-δ باشند. بنابراین، ما یک لایه متراکم نامحلول در آب و از نظر شیمیایی پایدار از اگزالات سرب (PbC2O4) را از طریق یک واکنش درجا روی FAPbI3 قرار دادیم. سطح اگزالات سرب (LOS) از تشکیل جای خالی‌های I جلوگیری می‌کند و از مهاجرت یون‌های I هنگام تحریک توسط گرما، نور و میدان‌های الکتریکی جلوگیری می‌کند. LOS حاصل به طور قابل توجهی نوترکیبی غیرتابشی بین سطحی را کاهش می‌دهد و راندمان PSC FAPbI3 را به 25.39٪ (با گواهی 24.92٪) بهبود می‌بخشد. دستگاه LOS بدون بسته‌بندی، پس از کار در نقطه حداکثر توان (MPP) به مدت بیش از ۵۵۰ ساعت در جرم هوای شبیه‌سازی شده (AM) با تابش ۱.۵ گیگا هرتز، ۹۲٪ از راندمان اولیه خود را حفظ کرد.
ما ابتدا محاسبات ab initio را برای یافتن مسیر تجزیه پروسکایت FAPbI3 برای گذار از فاز α به فاز δ انجام دادیم. از طریق یک فرآیند تبدیل فاز دقیق، مشخص شد که تبدیل از یک هشت‌وجهی سه‌بعدی با اشتراک گوشه [PbI6] در فاز α مکعبی FAPbI3 به یک هشت‌وجهی یک‌بعدی با اشتراک لبه [PbI6] در فاز δ شش‌وجهی FAPbI3 با شکست 9 انجام می‌شود. Pb-I در مرحله اول (Int-1) پیوند تشکیل می‌دهد و سد انرژی آن به 0.62 eV/cell می‌رسد، همانطور که در شکل 1a نشان داده شده است. هنگامی که هشت‌وجهی در جهت [0\(\bar{1}\)1] جابجا می‌شود، زنجیره کوتاه شش‌وجهی از 1×1 به 1×3، 1×4 گسترش می‌یابد و در نهایت وارد فاز δ می‌شود. نسبت جهت‌گیری کل مسیر (011)α//(001)δ + [100]α//[100]δ است. از نمودار توزیع انرژی می‌توان دریافت که پس از هسته‌زایی فاز δ مربوط به FAPbI3 در مراحل بعدی، سد انرژی کمتر از سد انرژی مربوط به گذار فاز α است، به این معنی که گذار فاز تسریع خواهد شد. واضح است که اگر بخواهیم تخریب فاز α را سرکوب کنیم، اولین مرحله یعنی کنترل گذار فاز بسیار مهم است.
الف) فرآیند تبدیل فاز از چپ به راست – فاز سیاه FAPbI3 (فاز α)، اولین شکست پیوند Pb-I (Int-1) و شکست پیوند Pb-I بیشتر (Int-2، Int-3 و Int-4) و فاز زرد FAPbI3 (فاز دلتا). ب) موانع انرژی برای گذار فاز α به δ از FAPbI3 بر اساس نقص‌های نقطه‌ای ذاتی مختلف. خط چین، مانع انرژی یک کریستال ایده‌آل (0.62 eV) را نشان می‌دهد. ج) انرژی تشکیل نقص‌های نقطه‌ای اولیه روی سطح پروسکایت سرب. محور افقی، مانع انرژی گذار فاز α-δ است و محور مختصات، انرژی تشکیل نقص است. قسمت‌های سایه‌دار با رنگ خاکستری، زرد و سبز به ترتیب نوع I (EB پایین - FE بالا)، نوع II (FE بالا) و نوع III (EB پایین - FE پایین) هستند. د) انرژی تشکیل نقص‌های VI و LOS از FAPbI3 در نمونه کنترل. مانع I برای مهاجرت یون‌ها در کنترل و LOS مربوط به FAPbI3. f – نمایش شماتیک مهاجرت یون‌های I (کره‌های نارنجی) و gLOS مربوط به FAPbI3 (خاکستری، سرب؛ بنفش (نارنجی)، ید (ید متحرک)) در کنترل gf (چپ: نمای بالا؛ راست: مقطع عرضی، قهوه‌ای)؛ کربن؛ آبی روشن – نیتروژن؛ قرمز – اکسیژن؛ صورتی روشن – هیدروژن). داده‌های منبع به صورت فایل‌های داده‌های منبع ارائه شده‌اند.
سپس ما به طور سیستماتیک تأثیر نقص‌های نقطه‌ای ذاتی مختلف (از جمله اشغال آنتی‌سایت PbFA، IFA، PbI و IPb؛ اتم‌های بین‌نشینی Pbi و Ii؛ و جای خالی‌های VI، VFA و VPb) را که به عنوان عوامل کلیدی در نظر گرفته می‌شوند، مطالعه کردیم. این نقص‌ها که باعث تخریب فاز اتمی و سطح انرژی می‌شوند، در شکل 1b و جدول تکمیلی 1 نشان داده شده‌اند. جالب توجه است که همه نقص‌ها مانع انرژی گذار فاز α-δ را کاهش نمی‌دهند (شکل 1b). ما معتقدیم که نقص‌هایی که هم انرژی تشکیل پایین و هم موانع انرژی گذار فاز α-δ پایین‌تری دارند، برای پایداری فاز مضر در نظر گرفته می‌شوند. همانطور که قبلاً گزارش شده است، سطوح غنی از سرب عموماً برای PSC27 فرمامیدین مؤثر در نظر گرفته می‌شوند. بنابراین، ما بر روی سطح (100) با انتهای PbI2 در شرایط غنی از سرب تمرکز می‌کنیم. انرژی تشکیل نقص نقص‌های نقطه‌ای ذاتی سطح در شکل 1c و جدول تکمیلی 1 نشان داده شده است. بر اساس مانع انرژی (EB) و انرژی تشکیل گذار فاز (FE)، این نقص‌ها به سه نوع طبقه‌بندی می‌شوند. نوع اول (EB پایین - FE بالا): اگرچه IPb، VFA و VPb به طور قابل توجهی مانع انرژی برای گذار فاز را کاهش می‌دهند، اما انرژی تشکیل بالایی دارند. بنابراین، ما معتقدیم که این نوع نقص‌ها تأثیر محدودی بر گذار فاز دارند زیرا به ندرت تشکیل می‌شوند. نوع دوم (EB بالا): به دلیل بهبود مانع انرژی گذار فاز α-δ، نقص‌های ضد جایگاه PbI، IFA و PbFA به پایداری فاز پروسکایت α-FAPbI3 آسیب نمی‌رسانند. نوع سوم (EB پایین - FE پایین): نقص‌های VI، Ii و Pbi با انرژی‌های تشکیل نسبتاً پایین می‌توانند باعث تخریب فاز سیاه شوند. به ویژه با توجه به کمترین FE و EB VI، ما معتقدیم که موثرترین استراتژی کاهش جای خالی I است.
برای کاهش VI، ما یک لایه متراکم از PbC2O4 را برای بهبود سطح FAPbI3 ایجاد کردیم. در مقایسه با غیرفعال‌کننده‌های نمک‌های هالید آلی مانند فنیل اتیل آمونیوم یدید (PEAI) و n-اکتیل آمونیوم یدید (OAI)، PbC2O4 که حاوی هیچ یون هالوژن متحرکی نیست، از نظر شیمیایی پایدار، نامحلول در آب و به راحتی پس از تحریک غیرفعال می‌شود. تثبیت خوب رطوبت سطح و میدان الکتریکی پروسکایت. حلالیت PbC2O4 در آب تنها 0.00065 گرم در لیتر است که حتی کمتر از PbSO428 است. مهمتر از همه، لایه‌های متراکم و یکنواخت LOS را می‌توان به آرامی روی فیلم‌های پروسکایت با استفاده از واکنش‌های درجا تهیه کرد (به زیر مراجعه کنید). ما شبیه‌سازی‌های DFT از پیوند سطحی بین FAPbI3 و PbC2O4 را همانطور که در شکل تکمیلی 1 نشان داده شده است، انجام دادیم. جدول تکمیلی 2 انرژی تشکیل نقص پس از تزریق LOS را نشان می‌دهد. ما دریافتیم که LOS نه تنها انرژی تشکیل نقص‌های VI را به میزان 0.69 تا 1.53 الکترون‌ولت افزایش می‌دهد (شکل 1d)، بلکه انرژی فعال‌سازی I در سطح مهاجرت و سطح خروج را نیز افزایش می‌دهد (شکل 1e). در مرحله اول، یون‌های I در امتداد سطح پروسکایت مهاجرت می‌کنند و یون‌های VI را در موقعیت شبکه‌ای با سد انرژی 0.61 الکترون‌ولت باقی می‌گذارند. پس از اعمال LOS، به دلیل اثر ممانعت فضایی، انرژی فعال‌سازی برای مهاجرت یون‌های I به 1.28 الکترون‌ولت افزایش می‌یابد. در طول مهاجرت یون‌های I از سطح پروسکایت، سد انرژی در VOC نیز بیشتر از نمونه کنترل است (شکل 1e). نمودارهای شماتیک مسیرهای مهاجرت یون I در کنترل و LOS FAPbI3 به ترتیب در شکل 1f و g نشان داده شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که LOS می‌تواند از تشکیل نقص‌های VI و تبخیر I جلوگیری کند و در نتیجه از هسته‌زایی گذار فاز α به δ جلوگیری کند.
واکنش بین اسید اگزالیک و پروسکایت FAPbI3 آزمایش شد. پس از مخلوط کردن محلول‌های اسید اگزالیک و FAPbI3، مقدار زیادی رسوب سفید تشکیل شد، همانطور که در شکل تکمیلی 2 نشان داده شده است. محصول پودری با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD) (شکل تکمیلی 3) و طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) (شکل تکمیلی 4) به عنوان ماده خالص PbC2O4 شناسایی شد. ما دریافتیم که اسید اگزالیک در دمای اتاق با حلالیت تقریباً 18 میلی‌گرم در میلی‌لیتر، همانطور که در شکل تکمیلی 5 نشان داده شده است، در ایزوپروپیل الکل (IPA) بسیار محلول است. این امر پردازش‌های بعدی را آسان‌تر می‌کند زیرا IPA، به عنوان یک حلال غیرفعال رایج، به لایه پروسکایت فراتر از مدت زمان کوتاهی آسیب نمی‌رساند29. بنابراین، با غوطه‌ور کردن فیلم پروسکایت در محلول اسید اگزالیک یا پوشش‌دهی چرخشی محلول اسید اگزالیک روی پروسکایت، می‌توان به سرعت PbC2O4 نازک و متراکم را طبق معادله شیمیایی زیر روی سطح فیلم پروسکایت به دست آورد: H2C2O4 + FAPbI3 = PbC2O4 + FAI +HI. FAI را می‌توان در IPA حل کرد و بنابراین در حین پخت حذف کرد. ضخامت LOS را می‌توان با زمان واکنش و غلظت پیش‌ساز کنترل کرد.
تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از فیلم‌های پروسکایت کنترل و LOS در شکل‌های 2a و 2b نشان داده شده است. نتایج نشان می‌دهد که مورفولوژی سطح پروسکایت به خوبی حفظ شده است و تعداد زیادی ذرات ریز روی سطح دانه رسوب کرده‌اند که باید نشان‌دهنده یک لایه PbC2O4 باشد که توسط واکنش درجا تشکیل شده است. فیلم پروسکایت LOS در مقایسه با فیلم کنترل (شکل تکمیلی 7) سطح کمی صاف‌تر (شکل تکمیلی 6) و زاویه تماس آب بزرگتری دارد. از میکروسکوپ الکترونی عبوری عرضی با وضوح بالا (HR-TEM) برای تشخیص لایه سطحی محصول استفاده شد. در مقایسه با فیلم کنترل (شکل 2c)، یک لایه نازک یکنواخت و متراکم با ضخامت حدود 10 نانومتر به وضوح در بالای پروسکایت LOS قابل مشاهده است (شکل 2d). با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی میدان تاریک حلقوی با زاویه بالا (HAADF-STEM) برای بررسی فصل مشترک بین PbC2O4 و FAPbI3، وجود نواحی کریستالی FAPbI3 و نواحی آمورف PbC2O4 به وضوح قابل مشاهده است (شکل تکمیلی 8). ترکیب سطح پروسکایت پس از تیمار با اسید اگزالیک با اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) مشخص شد، همانطور که در شکل‌های 2e-g نشان داده شده است. در شکل 2e، پیک‌های C 1s در حدود 284.8 eV و 288.5 eV به ترتیب متعلق به سیگنال‌های خاص CC و FA هستند. در مقایسه با غشای کنترل، غشای LOS یک پیک اضافی در 289.2 eV نشان داد که به C2O42- نسبت داده می‌شود. طیف O 1s پروسکایت LOS سه پیک O 1s با مشخصات شیمیایی متمایز در 531.7 eV، 532.5 eV و 533.4 eV نشان می‌دهد که مربوط به COO دپروتونه شده، C=O گروه‌های اگزالات دست نخورده 30 و اتم‌های O جزء OH است (شکل 2e). برای نمونه کنترل، تنها یک پیک کوچک O 1s مشاهده شد که می‌توان آن را به جذب شیمیایی اکسیژن روی سطح نسبت داد. ویژگی‌های غشای کنترل Pb 4f7/2 و Pb 4f5/2 به ترتیب در 138.4 eV و 143.3 eV قرار دارند. مشاهده کردیم که پروسکایت LOS جابجایی پیک Pb در حدود 0.15 eV به سمت انرژی اتصال بالاتر را نشان می‌دهد که نشان دهنده برهمکنش قوی‌تر بین اتم‌های C2O42- و Pb است (شکل 2g).
الف) تصاویر SEM از فیلم‌های پروسکایت کنترل و b با سطح تماس کم، نمای بالا. ج) میکروسکوپ الکترونی عبوری با وضوح بالا (HR-TEM) از فیلم‌های پروسکایت کنترل و d با سطح تماس کم. XPS با وضوح بالا از فیلم‌های پروسکایت e C 1s، f O 1s و g Pb 4f. داده‌های منبع به صورت فایل‌های داده‌های منبع ارائه شده‌اند.
طبق نتایج DFT، از نظر تئوری پیش‌بینی می‌شود که نقص‌های VI و مهاجرت I به راحتی باعث گذار فاز از α به δ می‌شوند. گزارش‌های قبلی نشان داده‌اند که I2 به سرعت از فیلم‌های پروسکایت مبتنی بر PC در طول غوطه‌وری نوری پس از قرار دادن فیلم‌ها در معرض نور و تنش حرارتی آزاد می‌شود31،32،33. برای تأیید اثر تثبیت‌کننده اگزالات سرب بر فاز α پروسکایت، فیلم‌های پروسکایت کنترل و LOS را به ترتیب در بطری‌های شیشه‌ای شفاف حاوی تولوئن غوطه‌ور کردیم و سپس آنها را به مدت 24 ساعت با 1 نور خورشید تابش دادیم. جذب نور ماوراء بنفش و مرئی (UV-Vis) محلول تولوئن را اندازه‌گیری کردیم، همانطور که در شکل 3a نشان داده شده است. در مقایسه با نمونه کنترل، شدت جذب I2 بسیار کمتری در مورد پروسکایت LOS مشاهده شد، که نشان می‌دهد LOS فشرده می‌تواند مانع از آزاد شدن I2 از فیلم پروسکایت در طول غوطه‌وری نوری شود. عکس‌های فیلم‌های پروسکایت کنترل و LOS پیر شده در داخل شکل‌های 3b و c نشان داده شده است. پروسکایت LOS هنوز سیاه است، در حالی که بیشتر فیلم کنترل زرد شده است. طیف‌های جذب UV-مرئی فیلم غوطه‌ور شده در شکل‌های 3b و 3c نشان داده شده است. مشاهده کردیم که جذب مربوط به α در فیلم کنترل به وضوح کاهش یافته است. اندازه‌گیری‌های اشعه ایکس برای ثبت تکامل ساختار کریستالی انجام شد. پس از 24 ساعت نوردهی، پروسکایت کنترل سیگنال فاز δ زرد قوی (11.8 درجه) را نشان داد، در حالی که پروسکایت LOS هنوز فاز سیاه خوبی را حفظ کرده است (شکل 3d).
طیف‌های جذبی UV-Vis محلول‌های تولوئن که در آن‌ها فیلم کنترل و فیلم LOS به مدت 24 ساعت زیر نور خورشید غوطه‌ور شده‌اند. تصویر داخل ویال را نشان می‌دهد که در آن هر فیلم در حجم مساوی از تولوئن غوطه‌ور شده است. ب طیف‌های جذبی UV-Vis فیلم کنترل و c فیلم LOS قبل و بعد از 24 ساعت غوطه‌وری در زیر نور خورشید. تصویر داخل عکسی از فیلم آزمایشی را نشان می‌دهد. د الگوهای پراش اشعه ایکس فیلم‌های کنترل و LOS قبل و بعد از 24 ساعت قرار گرفتن در معرض نور خورشید. تصاویر SEM فیلم کنترل e و فیلم f LOS پس از 24 ساعت قرار گرفتن در معرض نور خورشید. داده‌های منبع به صورت فایل‌های داده‌های منبع ارائه شده‌اند.
ما اندازه‌گیری‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) را برای مشاهده تغییرات ریزساختاری فیلم پروسکایت پس از 24 ساعت نوردهی، همانطور که در شکل‌های 3e و 3f نشان داده شده است، انجام دادیم. در فیلم کنترل، دانه‌های بزرگ از بین رفته و به سوزن‌های کوچک تبدیل شدند که با مورفولوژی محصول فاز δ یعنی FAPbI3 مطابقت داشت (شکل 3e). برای فیلم‌های LOS، دانه‌های پروسکایت در شرایط خوبی باقی می‌مانند (شکل 3f). نتایج تأیید کرد که از دست دادن I به طور قابل توجهی باعث انتقال از فاز سیاه به فاز زرد می‌شود، در حالی که PbC2O4 فاز سیاه را تثبیت می‌کند و از از دست دادن I جلوگیری می‌کند. از آنجایی که چگالی جای خالی در سطح بسیار بیشتر از توده دانه است،34 این فاز به احتمال زیاد در سطح دانه رخ می‌دهد. همزمان ید آزاد می‌کند و VI تشکیل می‌دهد. همانطور که توسط DFT پیش‌بینی شده است، LOS می‌تواند تشکیل نقص‌های VI را مهار کند و از مهاجرت یون‌های I به سطح پروسکایت جلوگیری کند.
علاوه بر این، تأثیر لایه PbC2O4 بر مقاومت رطوبتی فیلم‌های پروسکایت در هوای اتمسفری (رطوبت نسبی 30-60٪) مورد مطالعه قرار گرفت. همانطور که در شکل تکمیلی 9 نشان داده شده است، پروسکایت LOS پس از 12 روز هنوز سیاه بود، در حالی که فیلم کنترل زرد شد. در اندازه‌گیری‌های XRD، فیلم کنترل یک پیک قوی در 11.8 درجه مربوط به فاز δ از FAPbI3 نشان می‌دهد، در حالی که پروسکایت LOS فاز α سیاه را به خوبی حفظ می‌کند (شکل تکمیلی 10).
فوتولومینسانس حالت پایدار (PL) و فوتولومینسانس تفکیک زمانی (TRPL) برای مطالعه اثر غیرفعال‌سازی اگزالات سرب بر روی سطح پروسکایت استفاده شدند. در شکل 4a نشان می‌دهد که لایه LOS شدت PL را افزایش داده است. در تصویر نقشه‌برداری PL، شدت لایه LOS در کل مساحت 10 × 10 میکرومتر مربع بیشتر از لایه کنترل است (شکل تکمیلی 11)، که نشان می‌دهد PbC2O4 به طور یکنواخت لایه پروسکایت را غیرفعال می‌کند. طول عمر حامل با تقریب واپاشی TRPL با یک تابع نمایی واحد تعیین می‌شود (شکل 4b). طول عمر حامل لایه LOS 5.2 میکروثانیه است که بسیار طولانی‌تر از لایه کنترل با طول عمر حامل 0.9 میکروثانیه است که نشان دهنده کاهش نوترکیبی غیرتابشی سطحی است.
طیف‌های PL حالت پایدار و b مربوط به PL موقت لایه‌های پروسکایت روی زیرلایه‌های شیشه‌ای. ج) منحنی SP دستگاه (FTO/TiO2/SnO2/perovskite/spiro-OMeTAD/Au). د) طیف EQE و طیف Jsc EQE ادغام‌شده از کارآمدترین دستگاه. د) وابستگی شدت نور یک دستگاه پروسکایت به نمودار Voc. و) آنالیز معمول MKRC با استفاده از یک دستگاه سوراخ تمیز ITO/PEDOT:PSS/perovskite/PCBM/Au. VTFL حداکثر ولتاژ پر شدن تله است. از این داده‌ها چگالی تله (Nt) را محاسبه کردیم. داده‌های منبع به شکل فایل‌های داده‌های منبع ارائه شده‌اند.
برای مطالعه تأثیر لایه اگزالات سرب بر عملکرد دستگاه، از یک ساختار تماسی سنتی FTO/TiO2/SnO2/پروسکایت/spiro-OMeTAD/Au استفاده شد. ما از کلرید فرمامیدین (FACl) به عنوان افزودنی به پیش‌ساز پروسکایت به جای متیل‌آمین هیدروکلراید (MACl) برای دستیابی به عملکرد بهتر دستگاه استفاده می‌کنیم، زیرا FACl می‌تواند کیفیت کریستالی بهتری را فراهم کند و از شکاف باند FAPbI335 جلوگیری کند (برای مقایسه دقیق به شکل‌های تکمیلی 1 و 2 مراجعه کنید). 12-14). IPA به عنوان ضد حلال انتخاب شد زیرا در مقایسه با دی اتیل اتر (DE) یا کلروبنزن (CB)36، کیفیت کریستالی بهتر و جهت‌گیری ترجیحی را در فیلم‌های پروسکایت فراهم می‌کند (شکل‌های تکمیلی 15 و 16). ضخامت PbC2O4 با دقت بهینه شد تا با تنظیم غلظت اسید اگزالیک، غیرفعال‌سازی نقص و انتقال بار به خوبی متعادل شود (شکل تکمیلی 17). تصاویر SEM مقطعی از دستگاه‌های کنترل و LOS بهینه‌شده در شکل تکمیلی ۱۸ نشان داده شده است. منحنی‌های چگالی جریان معمول (CD) برای دستگاه‌های کنترل و LOS در شکل ۴c نشان داده شده است و پارامترهای استخراج‌شده در جدول تکمیلی ۳ ارائه شده‌اند. حداکثر راندمان تبدیل توان (PCE) سلول‌های کنترل ۲۳.۴۳٪ (۲۲.۹۴٪)، Jsc ۲۵.۷۵ میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع (۲۵.۷۴ میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع)، ولتاژ عملیاتی ۱.۱۶ ولت (۱.۱۶ ولت) و اسکن معکوس (رو به جلو). ضریب پرشدگی (FF) ۷۸.۴۰٪ (۷۶.۶۹٪) است. حداکثر PCE LOS PSC ۲۵.۳۹٪ (۲۴.۷۹٪)، Jsc ۲۵.۷۷ میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع، ولتاژ عملیاتی ۱.۱۸ ولت، FF ۸۳.۵۰٪ (۸۱.۵۲٪) از معکوس (رو به جلو اسکن تا) است. دستگاه LOS در یک آزمایشگاه فتوولتائیک شخص ثالث مورد اعتماد، به عملکرد فتوولتائیک تأیید شده 24.92٪ دست یافت (شکل تکمیلی 19). بازده کوانتومی خارجی (EQE) به ترتیب Jsc یکپارچه 24.90 میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع (کنترل) و 25.18 میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع (LSC) را نشان داد که با Jsc اندازه‌گیری شده در طیف استاندارد AM 1.5 G (شکل 4d) مطابقت خوبی داشت. توزیع آماری PCEهای اندازه‌گیری شده برای PSCهای کنترل و LOS در شکل تکمیلی 20 نشان داده شده است.
همانطور که در شکل 4e نشان داده شده است، رابطه بین Voc و شدت نور برای مطالعه اثر PbC2O4 بر نوترکیبی سطحی به کمک تله محاسبه شد. شیب خط برازش شده برای دستگاه LOS برابر با 1.16 کیلوبایت بر مربع است که کمتر از شیب خط برازش شده برای دستگاه کنترل (1.31 کیلوبایت بر مربع) است و تأیید می‌کند که LOS برای مهار نوترکیبی سطحی توسط طعمه‌ها مفید است. ما از فناوری محدودکننده جریان بار فضایی (SCLC) برای اندازه‌گیری کمی چگالی نقص یک فیلم پروسکایت با اندازه‌گیری مشخصه IV تاریک یک دستگاه سوراخ (ITO/PEDOT:PSS/perovskite/spiro-OMeTAD/Au) همانطور که در شکل نشان داده شده است، استفاده می‌کنیم. 4f نمایش. چگالی تله با فرمول Nt = 2ε0εVTFL/eL2 محاسبه می‌شود، که در آن ε ثابت دی‌الکتریک نسبی فیلم پروسکایت، ε0 ثابت دی‌الکتریک خلا، VTFL ولتاژ محدودکننده برای پر کردن تله، e بار الکتریکی، L ضخامت فیلم پروسکایت (650 نانومتر) است. چگالی نقص دستگاه VOC برابر با 1.450 × 1015 cm-3 محاسبه شده است که کمتر از چگالی نقص دستگاه کنترل است که 1.795 × 1015 cm-3 است.
دستگاه بدون بسته‌بندی در نقطه حداکثر توان (MPP) تحت نور کامل روز و تحت نیتروژن آزمایش شد تا پایداری عملکرد طولانی‌مدت آن بررسی شود (شکل 5a). پس از 550 ساعت، دستگاه LOS همچنان 92٪ از حداکثر راندمان خود را حفظ کرد، در حالی که عملکرد دستگاه کنترل به 60٪ از عملکرد اولیه خود کاهش یافته بود. توزیع عناصر در دستگاه قدیمی با استفاده از طیف‌سنجی جرمی یون ثانویه زمان پرواز (ToF-SIMS) اندازه‌گیری شد (شکل 5b، c). تجمع زیادی از ید در ناحیه کنترل بالای طلا قابل مشاهده است. شرایط حفاظت گاز بی‌اثر، عوامل تخریب‌کننده محیط زیست مانند رطوبت و اکسیژن را حذف می‌کند، که نشان می‌دهد مکانیسم‌های داخلی (یعنی مهاجرت یون) مسئول هستند. طبق نتایج ToF-SIMS، یون‌های I- و AuI2- در الکترود Au شناسایی شدند که نشان‌دهنده انتشار I از پروسکایت به Au است. شدت سیگنال یون‌های I- و AuI2- در دستگاه کنترل تقریباً 10 برابر بیشتر از نمونه VOC است. گزارش‌های قبلی نشان داده‌اند که نفوذ یون می‌تواند منجر به کاهش سریع رسانایی حفره‌ای spiro-OMeTAD و خوردگی شیمیایی لایه الکترود بالایی شود و در نتیجه تماس سطحی در دستگاه را مختل کند37،38. الکترود Au برداشته شد و لایه spiro-OMeTAD با محلول کلروبنزن از زیرلایه تمیز شد. سپس فیلم را با استفاده از پراش اشعه ایکس با تابش خراشنده (GIXRD) مشخص کردیم (شکل 5d). نتایج نشان می‌دهد که فیلم کنترل دارای یک پیک پراش آشکار در 11.8 درجه است، در حالی که هیچ پیک پراش جدیدی در نمونه LOS ظاهر نمی‌شود. نتایج نشان می‌دهد که تلفات زیاد یون‌های I در فیلم کنترل منجر به تولید فاز δ می‌شود، در حالی که در فیلم LOS این فرآیند به وضوح مهار می‌شود.
۵۷۵ ساعت ردیابی مداوم MPP یک دستگاه بدون پوشش در جو نیتروژن و ۱ نور خورشید بدون فیلتر UV. توزیع ToF-SIMS یون‌های b I- و c AuI2- در دستگاه کنترل LOS MPP و دستگاه پیرسازی. سایه‌های زرد، سبز و نارنجی مربوط به Au، Spiro-OMeTAD و پروسکایت است. d GIXRD فیلم پروسکایت پس از آزمایش MPP. داده‌های منبع به صورت فایل‌های داده‌های منبع ارائه شده‌اند.
رسانایی وابسته به دما اندازه‌گیری شد تا تأیید شود که PbC2O4 می‌تواند مهاجرت یون‌ها را مهار کند (شکل تکمیلی 21). انرژی فعال‌سازی (Ea) مهاجرت یون‌ها با اندازه‌گیری تغییر رسانایی (σ) لایه نازک FAPbI3 در دماهای مختلف (T) و با استفاده از رابطه نرنست-انیشتین تعیین می‌شود: σT = σ0exp(−Ea/kBT)، که در آن σ0 یک ثابت و kB ثابت بولتزمن است. مقدار Ea را از شیب ln(σT) در مقابل 1/T بدست می‌آوریم که برای دستگاه کنترل 0.283 eV و برای دستگاه LOS 0.419 eV است.
به طور خلاصه، ما یک چارچوب نظری برای شناسایی مسیر تخریب پروسکایت FAPbI3 و تأثیر نقص‌های مختلف بر سد انرژی گذار فاز α-δ ارائه می‌دهیم. از نظر تئوری، پیش‌بینی می‌شود که در میان این نقص‌ها، نقص‌های VI به راحتی باعث گذار فاز از α به δ شوند. یک لایه متراکم PbC2O4 نامحلول در آب و از نظر شیمیایی پایدار برای تثبیت فاز α-FAPbI3 با مهار تشکیل جای خالی I و مهاجرت یون‌های I معرفی می‌شود. این استراتژی به طور قابل توجهی نوترکیبی غیر تابشی بین سطحی را کاهش می‌دهد، راندمان سلول خورشیدی را به 25.39٪ افزایش می‌دهد و پایداری عملیاتی را بهبود می‌بخشد. نتایج ما با مهار گذار فاز α به δ ناشی از نقص، راهنمایی برای دستیابی به PSC های فرمامیدین کارآمد و پایدار ارائه می‌دهد.
ایزوپروپوکسید تیتانیوم (IV) (TTIP، 99.999%) از شرکت سیگما-آلدریچ خریداری شد. اسید هیدروکلریک (HCl، 35.0-37.0%) و اتانول (بی‌آب) از صنایع شیمیایی گوانگژو خریداری شدند. SnO2 (15 درصد وزنی پراکندگی کلوئیدی اکسید قلع (IV)) از شرکت آلفا ایسار خریداری شد. یدید سرب (II) (PbI2، 99.99%) از شرکت TCI شانگهای (چین) خریداری شد. یدید فرمامیدین (FAI، ≥۹۹.۵٪)، کلرید فرمامیدین (FACl، ≥۹۹.۵٪)، هیدروکلراید متیل آمین (MACl، ≥۹۹.۵٪)، ۲،۲′،۷،۷′-تتراکیس-(N، N-di-p))-متوکسی آنیلین)-۹،۹′-اسپیروبیفلوئورن (Spiro-OMeTAD، ≥۹۹.۵٪)، بیس(تری‌فلورومتان) سولفونیل‌آلیمید لیتیوم (Li-TFSI، ۹۹.۹۵٪)، ۴-ترت-بوتیل‌پیریدین (tBP، ۹۶٪) از شرکت فناوری نور پلیمری شیان (چین) خریداری شد. N،N-دی متیل فرمامید (DMF، 99.8%)، دی متیل سولفوکسید (DMSO، 99.9%)، ایزوپروپیل الکل (IPA، 99.8%)، کلروبنزن (CB، 99.8%)، استونیتریل (ACN). خریداری شده از سیگما-آلدریچ. اسید اگزالیک (H2C2O4، 99.9%) از مکلین خریداری شد. تمام مواد شیمیایی به همان صورت دریافت شده و بدون هیچ گونه اصلاح دیگری استفاده شدند.
زیرلایه‌های ITO یا FTO (1.5 × 1.5 سانتی‌متر مربع) به ترتیب به مدت 10 دقیقه با مواد شوینده، استون و اتانول به صورت اولتراسونیک تمیز و سپس زیر جریان نیتروژن خشک شدند. یک لایه مانع متراکم TiO2 با استفاده از محلول دی ایزوپروپوکسی بیس تیتانیوم (استیل استونات) در اتانول (1/25، حجمی/حجمی) که به مدت 60 دقیقه در دمای 500 درجه سانتیگراد رسوب داده شده بود، روی زیرلایه FTO رسوب داده شد. پراکندگی کلوئیدی SnO2 با آب دیونیزه با نسبت حجمی 1:5 رقیق شد. روی یک زیرلایه تمیز که به مدت 20 دقیقه با ازن UV تیمار شده بود، یک لایه نازک از نانوذرات SnO2 با سرعت 4000 دور در دقیقه به مدت 30 ثانیه رسوب داده شد و سپس به مدت 30 دقیقه در دمای 150 درجه سانتیگراد پیش گرم شد. برای محلول پیش‌ساز پروسکایت، 275.2 میلی‌گرم FAI، 737.6 میلی‌گرم PbI2 و FACl (20 مول درصد) در حلال مخلوط DMF/DMSO (15/1) حل شدند. لایه پروسکایت با سانتریفیوژ کردن 40 میکرولیتر از محلول پیش‌ساز پروسکایت روی لایه SnO2 تیمار شده با UV-ازن با سرعت 5000 دور در دقیقه در هوای محیط به مدت 25 ثانیه تهیه شد. 5 ثانیه پس از آخرین بار، 50 میکرولیتر از محلول MACl IPA (4 میلی‌گرم در میلی‌لیتر) به عنوان ضد حلال به سرعت روی زیرلایه چکانده شد. سپس، فیلم‌های تازه تهیه شده به مدت 20 دقیقه در دمای 150 درجه سانتیگراد و سپس به مدت 10 دقیقه در دمای 100 درجه سانتیگراد آنیل شدند. پس از خنک کردن فیلم پروسکایت تا دمای اتاق، محلول H2C2O4 (1، 2، 4 میلی‌گرم حل‌شده در 1 میلی‌لیتر IPA) به مدت 30 ثانیه با سرعت 4000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد تا سطح پروسکایت غیرفعال شود. محلول spiro-OMeTAD که با مخلوط کردن 72.3 میلی‌گرم spiro-OMeTAD، 1 میلی‌لیتر CB، 27 میکرولیتر tBP و 17.5 میکرولیتر Li-TFSI (520 میلی‌گرم در 1 میلی‌لیتر استونیتریل) تهیه شده بود، با سرعت 4000 دور در دقیقه و به مدت 30 ثانیه روی فیلم پوشش داده شد. در نهایت، یک لایه Au با ضخامت 100 نانومتر در خلاء با سرعت 0.05 نانومتر بر ثانیه (0 تا 1 نانومتر)، 0.1 نانومتر بر ثانیه (2 تا 15 نانومتر) و 0.5 نانومتر بر ثانیه (16 تا 100 نانومتر) تبخیر شد.
عملکرد SC سلول‌های خورشیدی پروسکایت با استفاده از دستگاه Keithley 2400 meter تحت تابش شبیه‌ساز خورشیدی (SS-X50) با شدت نور 100 میلی‌وات بر سانتی‌متر مربع اندازه‌گیری و با استفاده از سلول‌های خورشیدی سیلیکونی استاندارد کالیبره شده تأیید شد. مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، منحنی‌های SP در یک محفظه دستکش پر از نیتروژن در دمای اتاق (~25 درجه سانتیگراد) در حالت‌های اسکن مستقیم و معکوس (گام ولتاژ 20 میلی‌ولت، زمان تأخیر 10 میلی‌ثانیه) اندازه‌گیری شدند. از یک ماسک سایه برای تعیین مساحت مؤثر 0.067 سانتی‌متر مربع برای PSC اندازه‌گیری شده استفاده شد. اندازه‌گیری‌های EQE در هوای محیط با استفاده از یک سیستم PVE300-IVT210 (Industrial Vision Technology(s) Pte Ltd) با نور تک‌رنگ متمرکز بر دستگاه انجام شد. برای پایداری دستگاه، آزمایش سلول‌های خورشیدی بدون کپسول در یک محفظه دستکش نیتروژن با فشار 100 میلی‌وات بر سانتی‌متر مربع بدون فیلتر UV انجام شد. ToF-SIMS با استفاده از PHI nanoTOFII time-of-flight SIMS اندازه‌گیری می‌شود. پروفیل عمقی با استفاده از یک تفنگ یونی آرگون ۴ کیلوولت با مساحت ۴۰۰×۴۰۰ میکرومتر مربع به دست آمد.
اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) بر روی یک سیستم Thermo-VG Scientific (ESCALAB 250) با استفاده از Al Kα تک‌رنگ (برای حالت XPS) در فشار 5.0 × 10-7 Pa انجام شد. میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بر روی یک سیستم JEOL-JSM-6330F انجام شد. مورفولوژی و زبری سطح لایه‌های پروسکایت با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) (Bruker Dimension FastScan) اندازه‌گیری شد. STEM و HAADF-STEM در FEI Titan Themis STEM نگهداری می‌شوند. طیف‌های جذب UV-Vis با استفاده از UV-3600Plus (شرکت Shimadzu) اندازه‌گیری شدند. جریان محدودکننده بار فضایی (SCLC) بر روی یک دستگاه Keithley 2400 meter ثبت شد. فوتولومینسانس حالت پایدار (PL) و فوتولومینسانس تفکیک‌شده زمانی (TRPL) مربوط به واپاشی طول عمر حامل با استفاده از یک طیف‌سنج فوتولومینسانس FLS 1000 اندازه‌گیری شدند. تصاویر نقشه‌برداری PL با استفاده از سیستم Horiba LabRam Raman HR Evolution اندازه‌گیری شدند. طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) با استفاده از سیستم Thermo-Fisher Nicolet NXR 9650 انجام شد.
در این کار، ما از روش نمونه‌برداری مسیر SSW برای مطالعه مسیر گذار فاز از فاز α به فاز δ استفاده می‌کنیم. در روش SSW، حرکت سطح انرژی پتانسیل توسط جهت مد نرم تصادفی (مشتق دوم) تعیین می‌شود که امکان مطالعه دقیق و عینی سطح انرژی پتانسیل را فراهم می‌کند. در این کار، نمونه‌برداری مسیر بر روی یک ابرسلول ۷۲ اتمی انجام می‌شود و بیش از ۱۰۰ جفت حالت اولیه/نهایی (IS/FS) در سطح DFT جمع‌آوری می‌شوند. بر اساس مجموعه داده‌های جفتی IS/FS، مسیری که ساختار اولیه و ساختار نهایی را به هم متصل می‌کند، می‌تواند با تطابق بین اتم‌ها تعیین شود و سپس از حرکت دو طرفه در امتداد سطح واحد متغیر برای تعیین هموار حالت گذار استفاده می‌شود. (VK-DESV). پس از جستجوی حالت گذار، می‌توان با رتبه‌بندی موانع انرژی، مسیری با کمترین مانع را تعیین کرد.
تمام محاسبات DFT با استفاده از VASP (نسخه 5.3.5) انجام شد، که در آن برهمکنش‌های الکترون-یون اتم‌های C، N، H، Pb و I توسط یک طرح موج تقویت‌شده‌ی تصویر شده (PAW) نمایش داده می‌شوند. تابع همبستگی تبادلی با تقریب گرادیان تعمیم‌یافته در پارامتری‌سازی Perdue-Burke-Ernzerhoff توصیف می‌شود. حد انرژی برای امواج تخت روی 400 eV تنظیم شد. شبکه k-point Monkhorst-Pack دارای اندازه (2 × 2 × 1) است. برای همه ساختارها، موقعیت‌های شبکه و اتمی به طور کامل بهینه شدند تا حداکثر مؤلفه تنش زیر 0.1 GPa و حداکثر مؤلفه نیرو زیر 0.02 eV/Å باشد. در مدل سطح، سطح FAPbI3 دارای 4 لایه است، لایه پایینی دارای اتم‌های ثابتی است که بدنه FAPbI3 را شبیه‌سازی می‌کنند و سه لایه بالایی می‌توانند در طول فرآیند بهینه‌سازی آزادانه حرکت کنند. لایه PbC2O4 ضخامتی معادل ۱ میلی‌لیتر دارد و روی سطح I-ترمینال FAPbI3 قرار گرفته است، جایی که Pb به ۱I و ۴O متصل است.
برای اطلاعات بیشتر در مورد طرح مطالعه، به چکیده گزارش نمونه کارهای طبیعی مرتبط با این مقاله مراجعه کنید.
تمام داده‌های به‌دست‌آمده یا تحلیل‌شده در طول این مطالعه، در مقاله منتشرشده و همچنین در اطلاعات پشتیبان و فایل‌های داده‌های خام گنجانده شده است. داده‌های خام ارائه‌شده در این مطالعه در آدرس https://doi.org/10.6084/m9.figshare.2410016440 موجود است. داده‌های منبع برای این مقاله ارائه شده است.
گرین، ام. و همکاران. جداول بهره‌وری سلول خورشیدی (ویرایش پنجاه و هفتم). برنامه. فوتوالکتریک. منبع. کاربرد. 29، 3-15 (2021).
پارکر جی. و همکاران. کنترل رشد لایه‌های پروسکایت با استفاده از کلریدهای آلکیل آمونیوم فرار. نیچر 616، 724–730 (2023).
ژائو وای. و همکاران. (PbI2)2RbCl غیرفعال، لایه‌های پروسکایت را برای سلول‌های خورشیدی با راندمان بالا تثبیت می‌کند. Science 377، 531–534 (2022).
تان، ک. و همکاران. سلول‌های خورشیدی پروسکایت معکوس با استفاده از ناخالصی دی‌متیل‌آکریدینیل. نیچر، 620، 545–551 (2023).
هان، ک. و همکاران. یدید سرب فرمامیدین تک بلوری (FAPbI3): بینش‌هایی در مورد خواص ساختاری، نوری و الکتریکی. قید. مت. 28، 2253–2258 (2016).
ماسی، اس. و همکاران. تثبیت فاز پروسکایت سیاه در FAPbI3 و CsPbI3. AKS Energy Communications. 5، 1974–1985 (2020).
شما، جی. جی. و همکاران. سلول‌های خورشیدی پروسکایت کارآمد از طریق مدیریت بهبود یافته حامل. نیچر ۵۹۰، ۵۸۷–۵۹۳ (۲۰۲۱).
سالیبا م. و همکاران. افزودن کاتیون‌های روبیدیم به سلول‌های خورشیدی پروسکایت، عملکرد فتوولتائیک را بهبود می‌بخشد. Science 354، 206–209 (2016).
سالیبا م. و همکاران. سلول‌های خورشیدی پروسکایت سزیم سه کاتیونی: بهبود پایداری، تکرارپذیری و راندمان بالا. محیط انرژی. علم. 9، 1989-1997 (2016).
کوی ایکس و همکاران. پیشرفت‌های اخیر در تثبیت فاز FAPbI3 در سلول‌های خورشیدی پروسکایت با کارایی بالا، Sol. RRL 6، 2200497 (2022).
دلاگتا اس. و همکاران. جداسازی فاز القایی نوری منطقی شده از پروسکایت‌های آلی-معدنی مخلوط هالید. Nat. communic. 8، 200 (2017).
اسلاتکاواژ، دی‌جی و همکاران. جداسازی فاز ناشی از نور در جاذب‌های پروسکایت هالید. AKS Energy Communications. 1، 1199–1205 (2016).
چن، ال. و همکاران. پایداری فاز ذاتی و شکاف نواری ذاتی تک بلور پروسکایت تری یدید سرب فرمامیدین. آنجیوا. شیمی. بین‌المللی. ویرایش. 61. e202212700 (2022).
دوینستی، ای.ای. و غیره. تجزیه متیلن‌دی‌آمونیوم و نقش آن در تثبیت فاز سرب تری‌یدید فرمامیدین را درک کنید. مجله شیمی، ماده. 18، 10275–10284 (2023).
لو، اچ‌زی و همکاران. رسوب بخار کارآمد و پایدار سلول‌های خورشیدی پروسکایت سیاه FAPbI3. مجله ساینس، جلد ۳۷۰، شماره ۷۴ (۲۰۲۰).
دوهرتی، TAS و غیره. پروسکایت‌های هالید هشت‌وجهی کج پایدار، تشکیل موضعی فازهایی با ویژگی‌های محدود را سرکوب می‌کنند. Science 374, 1598–1605 (2021).
هو، ک. و همکاران. مکانیسم‌های تبدیل و تخریب دانه‌های فرمامیدین و پروسکایت‌های سزیم و یدید سرب تحت تأثیر رطوبت و نور. AKS Energy Communications. 6، 934–940 (2021).
ژنگ جی. و همکاران. توسعه آنیون‌های سودوهالید برای سلول‌های خورشیدی پروسکایت α-FAPbI3. Nature 592، 381–385 (2021).