नेचर डॉट कॉमाक भेट दिल्ल्या खातीर तुमचे उपकार. तुमी वापरतात त्या ब्राउझराच्या आवृत्तींत मर्यादीत CSS समर्थन आसा. उत्तम परिणामां खातीर, आमी तुमच्या ब्राउझराची नवी आवृत्ती वापरपाची शिफारस करतात (वा Internet Explorer त सुसंगती मोड बंद करपाची). मदीं, चालू आदार सुनिश्चीत करपा खातीर, आमी स्टायलिंग वा जावास्क्रिप्ट नासतना साइट दाखयतात.
शिंशें ट्रायआयोडायड पेरोव्हस्कायट सौर कोशिकांची कार्यक्षमताय वाडोवपाखातीर दोश निश्क्रीयतायेचो खूब उपेग जाला, पूण α-फेज स्थिरतायेचेर वेगवेगळ्या दोशांचो परिणाम स्पश्ट ना; हांगा घनताय कार्यात्मक सिध्दांत वापरून आमी पयलेच खेपे फॉर्मॅमिडीन लीड ट्रायआयोडायड पेरोव्हस्कायटाचो α-फेजांतल्यान δ-फेजांत विघटन मार्ग वळखतात आनी फेज संक्रमण ऊर्जा आडखळीचेर वेगवेगळ्या दोशांचे परिणाम अभ्यास करतात. अनुकरण परिणामांचो अदमास आसा की आयोडीन रिक्त सुवातींनी विघटन जावपाची चड शक्यताय आसता कारण ताका लागून α-δ अवस्था संक्रमणाखातीर ऊर्जा आडखळ खूब उणी जाता आनी पेरोव्हस्कायट पृश्ठाचेर सगळ्यांत उणी निर्मिती ऊर्जा आसता. पेरोव्हस्कायटाच्या पृश्ठाचेर उदकांत विरगळनाशिल्ल्या शिंशें ऑक्सालेटाचो दाट थर घालून α-फेजाचें विघटन खूब आळाबंदा हाडटा, जाका लागून आयोडीनाचें स्थलांतर आनी वाष्पीकरण जावंक पावना. तेभायर हे रणनितीन अंतरपटीय अकिरणोत्सर्गी पुनर्संयोजन खूब उणें करता आनी सौर कोशिका कार्यक्षमताय २५.३९% (प्रमाणीत २४.९२%) मेरेन वाडयता. पॅकेज नाशिल्लें साधन अनुकरण केल्ल्या १.५ जी हवेच्या द्रव्यमानाच्या किरणोत्सर्गांतल्यान ५५० वरां चडांत चड शक्तीचेर काम केल्या उपरांत लेगीत आपली मूळ ९२% कार्यक्षमताय तिगोवन दवरूंक शकता.
पेरोव्हस्कायट सौर कोशिकांची (पीएससी) वीज रुपांतर कार्यक्षमताय (पीसीई) प्रमाणीत विक्रमी उंचायेचेर 26%1 पावल्या. 2015 सावन आर्विल्ल्या पीएससींनी फॉर्मॅमिडीन ट्रायआयोडायड पेरोव्हस्कायट (FAPbI3) हें उजवाड शोशक थर म्हणून पसंत केलां, कारण ताची उत्कृश्ट उश्णताय स्थिरताय आनी 2,3,4 च्या शॉकली-केसर मर्यादे लागीं प्राधान्य दिवपी पट्टी अंतर आसा. दुर्दैवान FAPbI3 फिल्मांत उश्णतायगतिकी नदरेन काळ्या α अवस्थांतल्यान हळडुव्या बिगर पेरोव्हस्कायट δ अवस्थांत कोठारांतल्या तापमानांत फेज संक्रमण जाता5,6. डेल्टा अवस्था तयार जावची न्हय म्हूण वेगवेगळीं जटिल पेरोव्हस्कायट रचनां तयार केल्यांत. ही समस्या पयस करपाची सगळ्यांत चड प्रमाणांत वापरांत आशिल्ली रणनीती म्हळ्यार FAPbI3 हें मिथिल अमोनियम (MA+), सीझियम (Cs+) आनी ब्रोमायड (Br-) आयनांच्या संयोगांत भरसण करप7,8,9. पूण संकरीत पेरोव्हस्कायटांक बँडगॅप ब्रॉडेनिंग आनी प्रकाशप्रेरित फेज वेगळेपण हांचो त्रास जाता, जाका लागून मेळिल्ल्या पीएससींच्या कार्यक्षमताय आनी कार्यक्षमताय हांचेर तडजोड जाता10,11,12.
हालींच्या अभ्यासांतल्यान अशें दिसून आयलां की कसलेंच डोपिंग नासतना शुध्द एकस्फटिक FAPbI3 ताची उत्कृश्ट स्फटिकीपण आनी उण्या दोशांक लागून उत्कृश्ट स्थिरताय आसता13,14. देखून बल्क FAPbI3 ची स्फटिकीपण वाडोवन दोश उणे करप ही कार्यक्षम आनी स्थिर पीएससी मेळोवपाखातीर म्हत्वाची रणनीती आसा2,15. पूण FAPbI3 PSC च्या कार्या वेळार अनिश्र्चीत हळडुव्या षटकोनी बिगर पेरोव्हस्कायट δ अवस्थांत अजूनय विघटन जावंक शकता16. ही प्रक्रिया चड करून जायत्या दोशी वाठारांनी आशिल्ल्यान उदक, उश्णताय आनी उजवाडाक चड संवेदनशील आशिल्ल्या पृश्ठभागाचेर आनी कणांच्या शिमेवयल्यान सुरू जाता17. देखून FAPbI318 च्या काळ्या अवस्थाक स्थीर करपाखातीर पृश्ठभाग/कण निश्क्रीय करप गरजेचें आसता. उण्या आयामी पेरोव्हस्कायट, अम्ल-बेस लुईस रेणू, अमोनियम हॅलायड लवणां हांचो आस्पाव आशिल्ल्या जायत्या दोश निष्क्रियीकरण रणनितींनी फॉर्मॅमिडीन पीएससींत व्हड प्रगती जाल्या19,20,21,22. आयजमेरेन चड करून सगळ्या अभ्यासांत सौर कोशिकांतल्या वाहक पुनर्संयोजन, प्रसार लांबाय आनी पट्टी संरचना अशे प्रकाशीय इलॅक्ट्रॉनीक गुणधर्म थारावपाक वेगवेगळ्या दोशांची भुमिका कितली आसा हाचेर भर दिला22,23,24. देखीक- घनताय कार्यात्मक सिध्दांत (DFT) वापरून वेगवेगळ्या दोशांची निर्मिती ऊर्जा आनी सापडपाची ऊर्जा पातळी सैध्दांतिक नदरेन अदमास करतात, जाचो वेव्हारीक निष्क्रियता आराखड्याक मार्गदर्शन करपाखातीर व्हड प्रमाणांत उपेग करतात20,25,26. जसो जसो दोश उणो जाता तसो तसो साधनाची स्थिरताय चड करून सुदारता. पूण फॉर्मेमिडीन पीएससींत फेज स्थिरताय आनी प्रकाशविद्युत् गुणधर्म हांचेर वेगवेगळ्या दोशांच्या प्रभावाची यंत्रणा पुरायपणान वेगळी आसूंक जाय. आमच्या ज्ञानांतल्यान दोश घन ते षटकोनी (α-δ) फेज संक्रमणाक कशें प्रेरीत करतात आनी α-FAPbI3 पेरोव्हस्कायटाच्या फेज स्थिरतायेचेर पृश्ठभागाच्या निष्क्रियतायेची भुमिका कशी जाता हाची मुळावी समजूत अजूनय उणी समजल्या.
हांगा आमी FAPbI3 पेरोव्हस्कायटाचो काळ्या α-फेजांतल्यान हळडुव्या δ-फेजांत जावपी विघटन मार्ग आनी डीएफटी वरवीं α-ते-δ-फेज संक्रमणाच्या ऊर्जा आडखळीचेर वेगवेगळ्या दोशांचो प्रभाव उक्तो करतात. I रिक्त पदां, जीं फिल्म तयार करतना आनी साधन कार्यावळ करतना सहज निर्माण जातात, α-δ अवस्था संक्रमणाक सुरवात करपाची चड शक्यताय आसा अशें अदमास आसा. देखून आमी FAPbI3 च्या माथ्यार उदकांत विरगळपी आनी रसायनीक नदरेन स्थिर आशिल्लो शिंशें ऑक्सालेट (PbC2O4) दाट थर थळाव्या विक्रियावरवीं हाडलो. शिंशें ऑक्सालेट पृश्ठभाग (LOS) I रिक्त सुवाती तयार जावपाक आळाबंदा हाडटा आनी उश्णताय, उजवाड आनी विद्युत् क्षेत्रांक लागून उत्तेजीत जाल्यार I आयनांचें स्थलांतर आडायता. ताका लागून मेळपी एलओएसाक लागून अंतरपटीय अकिरणोत्सर्गी पुनर्संयोजन खूब उणें जाता आनी FAPbI3 PSC कार्यक्षमताय 25.39% (24.92% प्रमाणीत) मेरेन सुदारता. पॅकेज नाशिल्ल्या एलओएस साधनान चडांत चड वीज बिंदूचेर (एमपीपी) 1.5 ग्रॅ.
आमी पयलीं FAPbI3 पेरोव्हस्कायटाचो α अवस्थांतल्यान δ अवस्थांत संक्रमण करपाचो विघटन मार्ग सोदून काडपाखातीर ab initio गणना केली. सविस्तर फेज रुपांतर प्रक्रियेवरवीं FAPbI3 च्या घन α-फेजांतल्या त्रिमितीय कोनशाक वांटपी [PbI6] अष्टभुजांतल्यान FAPbI3 च्या षटकोनी δ-फेजांतल्या एक आयामी धार वांटपी [PbI6] अष्टकोणांत रुपांतर जाता अशें दिसून येता. breaking 9. Pb-I पयल्या पांवड्यांत (Int-1) बंध तयार करता आनी ताची ऊर्जा आडखळ 0.62 eV/cell मेरेन पावता, अशें आकृती 1a त दाखयलां. अष्टकोनी [0\(\bar{1}\)1] दिशेन स्थलांतरीत केल्यार षटकोनी लघु साखळी 1×1 ते 1×3, 1×4 मेरेन विस्तारता आनी निमाणें δ अवस्थांत प्रवेश करता. पुराय मार्गाचें अभिमुखताय प्रमाण (011)α//(001)δ + [100]α//[100]δ आसता. ऊर्जा वितरण आकृतीवयल्यान फुडल्या टप्प्यांतल्या FAPbI3 च्या δ अवस्थाचें अणुकेंद्रीकरण जाले उपरांत ऊर्जा आडखळ α अवस्था संक्रमणापरस उणी आसता, म्हळ्यार अवस्था संक्रमणाक गती मेळटली अशें दिसून येता. स्पश्टपणान α-फेज विघटन दामपाचें आसल्यार फेज संक्रमणाचेर नियंत्रण दवरपाचें पयलें पावल म्हत्वाचें आसता.
एक फेज रुपांतर प्रक्रिया डाव्यान उजव्यान – काळो FAPbI3 फेज (α-फेज), पयलो Pb-I बंध विच्छेदन (Int-1) आनी फुडलो Pb-I बंध विच्छेदन (Int-2, Int -3 आनी Int -4) आनी हळडुवो फेज FAPbI3 (डेल्टा फेज). b वेगवेगळ्या अंतर्गत बिंदू दोशांचेर आदारीत FAPbI3 च्या α ते δ अवस्था संक्रमणाक ऊर्जा आडमेळीं. बिंदू रेखा आदर्श स्फटिकाची ऊर्जा आडखळ (0.62 eV) दाखयता. c शिंशें पेरोव्हस्कायटाच्या पृश्ठाचेर प्राथमिक बिंदू दोश तयार करपाची ऊर्जा. अॅबसिसा अक्ष हो α-δ अवस्था संक्रमणाची ऊर्जा आडखळ आनी अर्धचक्ष अक्ष ही दोश निर्मितीची ऊर्जा. करडो, हळडुवो आनी पाचवो रंगान सावळी आशिल्ले भाग अनुक्रमान पयलो प्रकार (उणें ईबी-उंच एफई), दुसरो प्रकार (उंच एफई) आनी तिसरो प्रकार (उणो ईबी-उणो एफई) अशे आसात. d नियंत्रणांतल्या FAPbI3 च्या दोश VI आनी LOS तयार करपाची ऊर्जा. e FAPbI3 च्या नियंत्रणांत आनी LOS हातूंत आयन स्थलांतराक I आडखळ. f – gf नियंत्रणांत I आयन (नारिंगी गोल) आनी gLOS FAPbI3 (राख, शिंशें; वायलेट (नारिंगी), आयोडीन (मोबायल आयोडीन)) हांच्या स्थलांतराचें आराखड्याचें प्रतिनिधित्व (दावें: वयलें दृश्य; उजवें: क्रॉस सेक्शन, तपकिरी); कार्बन; हळदुवें – नायट्रोजन; तांबडो – ऑक्सिजन; हळदुवो गुलाबी – हायड्रोजन). स्त्रोत डेटा स्त्रोत डेटा फायलींच्या रुपांत दिल्लो आसता.
उपरांत आमी वेगवेगळ्या अंतर्गत बिंदू दोशांच्या प्रभावाचो पद्दतशीर अभ्यास केलो (हातूंत पीबीएफए, आयएफए, पीबीआय आनी आयपीबी प्रतिसायट व्याप्ती; पीबीआय आनी आयआय अंतरालीय अणू; आनी VI, व्हीएफए आनी व्हीपीबी रिक्त सुवाती हांचो आस्पाव जाता), जे मुखेल घटक मानतात. जे अणुकेंद्रीय आनी ऊर्जा पातळेचेर अवस्था विघटन करतात ते आकृती 1b आनी पूरक कोश्टक 1 हातूंत दाखयल्यात.मजेची गजाल म्हळ्यार सगळे दोश α-δ अवस्था संक्रमणाची ऊर्जा आडखळ उणी करिनात (आकृती 1b). ज्या दोशांची निर्मिती ऊर्जा उणी आनी उणी α-δ अवस्था संक्रमण ऊर्जा आडखळ अशे दोनूय प्रकार आसतात, ते दोश फेज स्थिरतायेक हानिकारक मानतात अशें आमी मानतात. आदीं कळयल्लेप्रमाण शिंशें भरपूर आशिल्ले पृश्ठभाग सादारणपणान फॉर्मामिडीन पीएससी२७ खातीर प्रभावी मानतात. देखून आमी शिंशें भरपूर आशिल्ल्या परिस्थितींत PbI2-समाप्त (100) पृश्ठाचेर लक्ष केंद्रीत करतात. पृश्ठभागाचेर आशिल्ल्या अंतर्गत बिंदू दोशांची दोश निर्मिती ऊर्जा आकृती 1c आनी पूरक कोश्टक 1 हातूंत दाखयल्या.ऊर्जा आडखळ (EB) आनी फेज संक्रमण निर्मिती ऊर्जा (FE) हांचेर आदारून ह्या दोशांचें तीन प्रकार केल्लें आसा. पयलो प्रकार (उण्या ईबी-उंच एफई): आयपीबी, व्हीएफए आनी व्हीपीबी जरी फेज संक्रमणाक ऊर्जा आडखळ खूब उणी करतात तरी तांची निर्मिती ऊर्जा चड आसता. देखून ह्या प्रकारच्या दोशांचे फेज संक्रमणाचेर मर्यादीत परिणाम जातात अशें आमी मानतात, कारण ते क्वचितच तयार जातात. दुसरो प्रकार (उंच ईबी): सुदारीत α-δ अवस्था संक्रमण ऊर्जा आडखळीक लागून PbI, IFA आनी PbFA ह्या अँटी-साईट दोशांनी α-FAPbI3 पेरोव्हस्कायटाच्या फेज स्थिरतायेक लुकसाण जायना. तिसरो प्रकार (उण्या ईबी-उण्या एफई): तुळेन उणी निर्मिती ऊर्जा आशिल्ल्या VI, Ii आनी पीबीआय दोशांक लागून काळ्या अवस्थांतलें विघटन जावंक शकता. खास करून सगळ्यांत उणें एफई आनी ईबी व्हीआय पळयल्यार सगळ्यांत प्रभावी रणनिती म्हळ्यार I रितीं सुवाती उणी करप अशें आमी मानतात.
VI उणो करपाखातीर आमी FAPbI3 चो पृश्ठभाग सुदारपाखातीर PbC2O4 चो दाट थर तयार केलो. फिनीलेथिलअॅमोनियम आयोडायड (PEAI) आनी n-ऑक्टिलामोनियम आयोडायड (OAI) ह्या कार्बनी हॅलायड मीठ निष्क्रिय करपी पदार्थांकडेन तुळा केल्यार PbC2O4 हातूंत हालचालीचे हॅलोजन आयन नासता, तो रसायनीक नदरेन स्थिर आसता, उदकांत विरगळना आनी उत्तेजन दिल्यार सहज निश्क्रीय जाता. पेरोव्हस्कायटाच्या पृश्ठभागाचेर आशिल्ल्या ओलसाणीचें आनी विद्युत् क्षेत्राचें बरें स्थिरीकरण. उदकांत PbC2O4 ची विद्राव्यताय फकत 0.00065 ग्रॅम/लीटर आसता, जी PbSO428 परसय उणी आसता. ताचेपरस चड म्हत्वाचें म्हणल्यार पेरोव्हस्कायट फिल्मांचेर एलओएसचे दाट आनी एकसारके थर थळाव्या विक्रियांचो उपेग करून मोवपणान तयार करूं येतात (सकयल पळयात). आमी पूरक आकृती 1 त दाखयल्ले प्रमाण FAPbI3 आनी PbC2O4 हांचेमदल्या अंतरपटीय बंधाचें DFT अनुकरण केलें.पूरक कोश्टक 2 LOS इंजेक्शना उपरांत दोश निर्मिती ऊर्जा सादर करता. आमी पळयलें की LOS VI दोशांची निर्मिती ऊर्जा फकत 0.69-1.53 ​​eV वाडयता (आकृती 1d), पूण स्थलांतर पृश्ठाचेर आनी भायर सरपाच्या पृश्ठाचेर I ची सक्रियता ऊर्जा वाडयता (आकृती 1e). पयल्या पांवड्यांत I आयन पेरोव्हस्कायट पृश्ठाभोंवतणी स्थलांतरीत जावन VI आयन 0.61 eV ऊर्जा आडखळ आशिल्ल्या जाळीच्या स्थितींत उरतात. एलओएस सुरू जाले उपरांत स्टॅरिक आडखळाच्या परिणामाक लागून I आयनांच्या स्थलांतराखातीर सक्रियता ऊर्जा वाडटा. १.२८ इव्ही. पेरोव्हस्कायट पृश्ठावयल्यान भायर सरपी I आयनांचें स्थलांतर करतना व्हीओसींतली ऊर्जा आडखळय नियंत्रण नमुन्यापरस चड आसता (आकृती 1e). नियंत्रण आनी LOS FAPbI3 हातूंतल्या I आयन स्थलांतर मार्गांचे आराखडे अनुक्रमान आकृती 1 f आनी g हातूंत दाखयल्यात. अनुकरणाच्या निकालांतल्यान एलओएस VI दोश तयार जावप आनी I चें अस्थिरीकरण आडावंक शकता, ताका लागून α ते δ अवस्था संक्रमणाचें अणुकेंद्रीकरण आडावंक शकता अशें दिसून येता.
ऑक्सॅलिक आम्ल आनी FAPbI3 पेरोव्हस्कायट हांचेमदली विक्रिया चांचणी केली. ऑक्सॅलिक आम्ल आनी FAPbI3 हांच्या विरयांची भरसण केल्या उपरांत पूरक आकृती 2 त दाखयल्ले प्रमाण व्हड प्रमाणांत धवो अवक्षेप तयार जालो.क्ष-किरण विवर्तन (XRD) (पूरक आकृती 3) आनी फूरियर रुपांतर अवरक्त वर्णपटविज्ञान (FTIR) (पूरक आकृती 4) वापरून पिठो उत्पादन शुध्द PbC2O4 पदार्थ म्हूण वळखलो. पूरक आकृती 5 त दाखयल्ले प्रमाण ऑक्सॅलिक आम्ल आयसोप्रोपायल आल्कोहॉलांत (IPA) कोठारांतल्या तापमानांत चड विरगळटा आनी ताची विद्राव्यताय सुमार 18 मिग्रॅ/एमएल आसता अशें आमी पळयलें, अशें पूरक आकृती 5 त दाखयलां.हाका लागून उपरांतची प्रक्रिया सोपी जाता कारण आयपीए हें एक सामान्य निष्क्रियीकरण विरयण म्हणून पेरोव्हस्कायट थराक थोड्या वेळाभायर लुकसाण करिना29. देखून पेरोव्हस्कायट फिल्म ऑक्सॅलिक आम्लाच्या विरयांत बुडोवन वा ऑक्सॅलिक आम्लाच्या विरयाचेर पेरोव्हस्कायटाचेर स्पिन-कोटिंग करून पेरोव्हस्कायट फिल्माच्या पृश्ठाचेर सकयल दिल्ल्या रसायनीक समीकरणाप्रमाण पातळ आनी दाट PbC2O4 बेगीन मेळूंक शकता: H2C2O4 + FAPbI3 = PbC2O4 + FAI +HI. एफएआय आयपीएंत विरगळूंक मेळटा आनी अशे तरेन शिजोवपाच्या वेळार काडून उडोवंक मेळटा. विक्रिया काळ आनी पूर्ववर्ती सांद्रताय हांचेवरवीं एलओएसची दाटाय नियंत्रीत करूं येता.
नियंत्रण आनी एलओएस पेरोव्हस्कायट फिल्मांची स्कॅनिंग इलॅक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (SEM) प्रतिमा आकृती 2a,b हातूंत दाखयल्या. ह्या निकालांतल्यान पेरोव्हस्कायट पृश्ठभागाची आकृती बरी सांबाळून दवरल्या आनी कणाच्या पृश्ठाचेर व्हड प्रमाणांत बारीक कण निक्षेपित जातात, जे थळाव्या विक्रियांतल्यान तयार जाल्ल्या PbC2O4 थराचे प्रतिनिधित्व करपाक जाय अशें दिसून येता. एलओएस पेरोव्हस्कायट फिल्माचो पृश्ठभाग मात्सो गुळगुळीत आसता (पूरक आकृती 6) आनी नियंत्रण फिल्माच्या तुलनेत उदकाचो संपर्क कोन व्हड आसता (पूरक आकृती 7). उत्पादनाच्या पृश्ठभागाचो थर वेगळो करपाखातीर उच्च रिझोल्यूशन आडव्या संप्रेषण इलॅक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाचो (HR-TEM) उपेग केलो. नियंत्रण पटलाचे तुलनेत (आकृती 2c) एलओएस पेरोव्हस्कायटाचेर सुमार 10 एनएम दाटायेचो एकसारको आनी दाट पातळ थर स्पश्टपणान दिसता (आकृती 2d). PbC2O4 आनी FAPbI3 हांचेमदल्या संपर्काची तपासणी करपाखातीर उच्च कोनाची वळखुपी काळो क्षेत्र स्कॅनिंग इलॅक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक (HAADF-STEM) वापरून FAPbI3 च्या स्फटिकी प्रदेशांची आनी PbC2O4 च्या अनाकार प्रदेशांची उपस्थिती स्पश्टपणान पळोवंक मेळटा (पूरक आकृती 8). ऑक्सॅलिक आम्लाचेर उपचार केल्या उपरांत पेरोव्हस्कायटाचे पृश्ठभागाचे संरचनेचें खाशेलपण क्ष-किरण प्रकाश इलॅक्ट्रॉन वर्णपटदर्शक (XPS) मापनावरवीं केल्लें, अशें आकृती 2e–g हातूंत दाखयलां. आकृती 2e हातूंत 284.8 eV आनी 288.5 eV च्या सुमाराक C 1s शिखर अनुक्रमान विशिश्ट CC आनी FA संकेतांचो आसता. नियंत्रण पड्ड्याचे तुळेंत एलओएस पड्ड्यांत २८९.२ इव्ही हांगा अतिरिक्त शिखर दिसून आयलें, जें C2O42-. LOS पेरोव्हस्कायटाच्या O 1s वर्णपटांत 531.7 eV, 532.5 eV आनी 533.4 eV हांगा रसायनीक नदरेन वेगवेगळे O 1s शिखर दाखयतात, जे अखंड ऑक्सालेट गट 30 च्या डिप्रोटोनेटेड COO, C=O आनी OH घटकाच्या O अणूंक अनुरूप आसतात (आकृती 2e). )). नियंत्रण नमुन्याखातीर फकत ल्हान O 1s शिखर दिसून आयलें, जें पृश्ठभागाचेर रसायनीक शोशून घेतिल्ल्या ऑक्सिजनाक लागून जावं येता. Pb 4f7/2 आनी Pb 4f5/2 हांचीं नियंत्रण पड्ड्याचीं खाशेलपणां अनुक्रमान 138.4 eV आनी 143.3 eV हांगा आसतात. आमी पळयलें की LOS पेरोव्हस्कायटांत Pb शिखराचे सुमार 0.15 eV चड बंधन उर्जेकडेन स्थलांतर दिसून येता, जें C2O42- आनी Pb अणूंमदीं चड बळिश्ट परस्पर क्रिया जाल्ल्याचें दाखयता (आकृती 2g).
नियंत्रणाचीं a SEM प्रतिमा आनी b LOS पेरोव्हस्कायट फिल्मां, वयल्यान पळोवप. c नियंत्रण आनी d LOS पेरोव्हस्कायट फिल्मांची उच्च रिझोल्यूशन क्रॉस-सेक्शनल ट्रांसमिशन इलॅक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (HR-TEM). e C 1s, f O 1s आनी g Pb 4f पेरोव्हस्कायट फिल्मांचे उच्च रिझोल्यूशन एक्सपीएस. स्त्रोत डेटा स्त्रोत डेटा फायलींच्या रुपांत दिल्लो आसता.
डीएफटीच्या निकालाप्रमाण VI दोश आनी I स्थलांतर हाका लागून α वयल्यान δ कडेन फेज संक्रमण सहजपणान जाता असो सैध्दांतिक अदमास काडला. आदल्या अहवालांतल्यान दिसून आयलां की पीसी आदारीत पेरोव्हस्कायट फिल्मांतल्यान प्रकाशविसर्जन करतना फिल्मांक उजवाड आनी उश्णताय ताण पडल्या उपरांत I2 नेटान सोडटात31,32,33. पेरोव्हस्कायटाच्या α-फेजचेर शिंशें ऑक्सालेटाचो स्थिरीकरण करपी परिणाम पुष्टी करपाखातीर आमी नियंत्रण आनी एलओएस पेरोव्हस्कायट फिल्म अनुक्रमान टॉल्यूइन आशिल्ल्या पारदर्शक कंवचेच्या बाटल्यांनी बुडयले आनी उपरांत तांकां 1 सुर्याच्या उजवाडान 24 h किरणोत्सर्ग केलो. आमी पराबैंगनी आनी दृश्य उजवाडाचें (UV-Vis) शोशण मेजलें. ) टॉल्यूइन विरय, आकृती ३ अ हातूंत दाखयल्ले प्रमाण. नियंत्रण नमुन्याचे तुळेंत LOS-पेरोव्हस्कायटाच्या बाबतींत I2 शोशणाची तीव्रता खूब उणी दिसून आयली, हाचेवयल्यान संकुचीत LOS उजवाडान बुडयतना पेरोव्हस्कायट फिल्मांतल्यान I2 सोडपाक आडखळ हाडूंक शकता अशें दिसून येता. पिरायेच्या नियंत्रण आनी एलओएस पेरोव्हस्कायट फिल्मांचे फोटो आकृती ३ ब आनी क हांच्या इनसेटांत दाखयल्यात. एलओएस पेरोव्हस्कायट अजूनय काळो आसता, जाल्यार चडसो नियंत्रण फिल्म हळडुवो जाला. बुडयल्ल्या फिल्माचे पराबैंगनी-दृश्य शोशण वर्णपट आकृती 1 त दाखयल्यात. ३ब, इ.स. नियंत्रण फिल्मांत α कडेन जुळपी शोशण स्पश्टपणान उणें जाल्लें आमी पळयलें. स्फटिक संरचनेचे उत्क्रांतीचें दस्तावेजीकरण करपाखातीर क्ष-किरण मापन केलें. २४ वरां उजवाड दिल्या उपरांत नियंत्रण पेरोव्हस्कायटांत हळडुवो δ-फेज संकेत (११.८°) बळिश्ट दिसून आयलो, जाल्यार एलओएस पेरोव्हस्कायटान अजूनय बरो काळो फेज सांबाळ्ळो (आकृती ३d).
नियंत्रण पटल आनी एलओएस फिल्म 1 सुर्याच्या उजवाडाखाला 24 वरां बुडोवन दवरिल्ल्या टॉल्यूइन विरयांचे पराबैंगनी-दृश्य शोशण वर्णपट. इनसेटांत एक शीशी दाखयल्या, तातूंत दरेक फिल्म टोल्यूइनाच्या समान खंडांत बुडोवन दवरताले. b नियंत्रण फिल्म आनी c LOS फिल्म हांचे UV-Vis शोशण वर्णपट 1 सुर्याच्या उजवाडाखाला 24 h बुडवचे पयलीं आनी उपरांत. इनसेटांत चांचणी फिल्माचो फोटो दाखयला. d नियंत्रण आनी एलओएस फिल्मांचे क्ष-किरण विवर्तन पद्दती 24 h संपर्कांत आयचेपयलीं आनी उपरांत. नियंत्रण फिल्म e आनी फिल्म f LOS हांचीं SEM प्रतिमा 24 वरां उपरांत संपर्कांत आयल्या उपरांत. स्त्रोत डेटा स्त्रोत डेटा फायलींच्या रुपांत दिल्लो आसता.
आमी स्कॅनिंग इलॅक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (SEM) मापन करून पेरोव्हस्कायट फिल्मांत 24 वरां उजवाड दिल्या उपरांत जावपी सूक्ष्मसंरचनेच्या बदलांचें निरिक्षण केलें, अशें आकृती 3e,f हातूंत दाखयलां. नियंत्रण फिल्मांत व्हड कण नश्ट करून तांकां ल्हान सुयो तयार केल्ले, जे δ-फेज उत्पादन FAPbI3 च्या आकारविज्ञानाक अनुरूप आशिल्ले (आकृती 3e). एलओएस फिल्मांखातीर पेरोव्हस्कायट कण बऱ्या स्थितींत उरतात (आकृती ३ च). ह्या निकालांतल्यान I च्या नुकसानाक लागून काळ्या अवस्थांतल्यान हळडुव्या अवस्थांत संक्रमण म्हत्वाचें प्रमाणांत जाता, जाल्यार PbC2O4 काळ्या अवस्थाक स्थीर करता, जाका लागून I चें लुकसाण जावंक पावना अशें पुष्टी जालें.पृश्ठभागाचेर आशिल्ली रिक्त सुवात कणांच्या बल्कापरस खूब चड आशिल्ल्यान,34 हो अवस्था कणाच्या पृश्ठभागाचेर जावपाची चड शक्यताय आसता. एकाच वेळार आयोडीन सोडून VI तयार जाता. डीएफटीन अदमास केल्ल्या प्रमाण एलओएस VI दोश तयार जावपाक आडावंक शकता आनी पेरोव्हस्कायट पृश्ठाचेर I आयनांचें स्थलांतर आडावंक शकता.
तेभायर वातावरणीय हवेंतल्या पेरोव्हस्कायट फिल्मांच्या ओलसाणीच्या प्रतिकाराचेर (सापेक्ष आर्द्रता ३०-६०%) PbC2O4 थराच्या परिणामाचो अभ्यास केलो. पूरक आकृती ९ त दाखयल्ले प्रमाण एलओएस पेरोव्हस्कायट १२ दिसां उपरांत लेगीत काळो आसतालो, जाल्यार नियंत्रण फिल्म हळडुवो जालो. XRD मापांत नियंत्रण फिल्मांत FAPbI3 च्या δ अवस्थाक अनुरूप 11.8° तापमानांत बळिश्ट शिखर दाखयतात, जाल्यार LOS पेरोव्हस्कायटांत काळो α अवस्था बरोच तिगोवन दवरता (पूरक आकृती 10).
पेरोव्हस्कायट पृश्ठाचेर शिंशें ऑक्सालेटाच्या निष्क्रियीकरण परिणामाचो अभ्यास करपाखातीर स्थिर अवस्थेंतल्या प्रकाशप्रकाश (PL) आनी वेळ-विरासित प्रकाशप्रकाश (TRPL) हांचो उपेग केलो. आकृती 4 अ त एलओएस फिल्मांत पीएल तीव्रता वाडल्या अशें दाखयलां. पीएल नकाशे प्रतिमेंत 10 × 10 μm2 ह्या पुराय वाठाराचेर LOS फिल्माची तीव्रता नियंत्रण फिल्मापरस चड आसता (पूरक आकृती 11), हाचेवयल्यान PbC2O4 पेरोव्हस्कायट फिल्माक एकसारको निष्क्रिय करता अशें दिसून येता. एकाच घातीय कार्यान टीआरपीएल क्षयाचो अदमास करून वाहक आयुश्य थारायतात (आकृती 4b). एलओएस फिल्माचें वाहक आयुश्य ५.२ मायक्रोसेकंद आसता, जें ०.९ मायक्रोसेकंद वाहक आयुश्य आशिल्ल्या नियंत्रण फिल्मापरस खूब चड आसता, हाचेवयल्यान पृश्ठभागाचेर अकिरणोत्सर्गी पुनर्संयोजन उणें जाल्ल्याचें दिसून येता.
कंवचेच्या थरांचेर पेरोव्हस्कायट फिल्मांच्या तात्पुरत्या पीएलाचे स्थिर अवस्थेचे पीएल आनी बी-वर्णपट. c साधनाचो एसपी वक्र (FTO/TiO2/SnO2/पेरोव्हस्काइट/स्पायरो-OMeTAD/Au). d EQE स्पेक्ट्रम आनी Jsc EQE स्पेक्ट्रम सगळ्यांत कार्यक्षम उपकरणांतल्यान एकठांय केल्लें. d पेरोव्हस्कायट उपकरणाच्या उजवाडाचे तीव्रतेचें Voc आकृतीचेर आदारून रावप. f ITO/PEDOT:PSS/perovskite/PCBM/Au निवळ बुराक साधन वापरून सादारण एमकेआरसी विश्लेशण. व्हीटीएफएल हो चडांत चड सापळो भरपाचो विद्युत्दाब. ह्या डेटावयल्यान आमी सापळ्याची घनताय (Nt) मेजली. स्त्रोत डेटा स्त्रोत डेटा फायलींच्या रुपांत दिल्लो आसता.
शिंशें ऑक्सालेट थराच्या साधनाच्या कार्यक्षमतायचेर जावपी परिणामाचो अभ्यास करपाखातीर पारंपारीक FTO/TiO2/SnO2/perovskite/spiro-OMeTAD/Au संपर्क संरचना वापरली. आमी मिथिलामायन हायड्रोक्लोरायड (MACl) बदला पेरोव्हस्कायट पूर्ववर्ती पदार्थांत फॉर्मामिडीन क्लोरायड (FACl) वापरतात, ताका लागून उपकरणाची कार्यक्षमताय चड बरी मेळटा, कारण FACl स्फटिकाची बरी गुणवत्ता दिवंक शकता आनी FAPbI335 चो पट्टी अंतर टाळूंक शकता (सविस्तर तुळा करपाखातीर पूरक आकृती 1 आनी 2 पळयात). ). १२-१४) अशें म्हण्टात. डायथिल ईथर (DE) वा क्लोरोबेन्झीन (CB)36 हांचेपरस पेरोव्हस्कायट फिल्मांत स्फटिकाची गुणवत्ता आनी पसंतीची अभिमुखताय मेळटा म्हणून आयपीए हें विरयनाविरोधी म्हणून वेंचून काडलें (पूरक आकृती 15 आनी 16). ऑक्सॅलिक आम्लाची सांद्रताय समायोजीत करून दोश निश्क्रीयताय आनी आघात येरादारी हांचे मदीं बरो समतोल दवरपाखातीर PbC2O4 ची दाटाय काळजीपूर्वक अनुकूल केल्ली (पूरक आकृती १७). अनुकूल केल्ल्या नियंत्रण आनी एलओएस साधनांची क्रॉस-सेक्शनल एसईएम प्रतिमा पूरक आकृती 18 त दाखयल्यात.नियंत्रण आनी एलओएस साधनांखातीर सादारण प्रवाह घनता (सीडी) वक्र आकृती 4c त दाखयल्यात, आनी काडिल्ले मापदंड पूरक कोश्टक 3 त दिल्यात.चडांत चड वीज रुपांतर कार्यक्षमताय (पीसीई) नियंत्रण कोशिका 23.43% (22.94%), जेएससी २५.७५ एमए सेंमी.-२ (२५.७४ एमए सेंमी.-२), व्हॉक १.१६ व्ही (१.१६ व्ही) आनी रिव्हर्स (फुडें) स्कॅन. भरपाचो घटक (एफएफ) ७८.४०% (७६.६९%) आसा. चडांत चड पीसीई एलओएस पीएससी 25.39% (24.79%), जेएससी 25.77 एमए सेंमी-2, व्हॉक 1.18 व्ही, एफएफ 83.50% (81.52%) रिव्हर्स (फुडें स्कॅन ते) आसा. एलओएस साधनान विस्वासांत घेवपासारक्या तिसऱ्या पक्षाच्या प्रकाशविद्युत् प्रयोगशाळेंत 24.92% प्रमाणीत प्रकाशविद्युत् कार्यक्षमताय मेळयली (पूरक आकृती 19). भायल्या क्वांटम कार्यक्षमताय (EQE) हाका लागून अनुक्रमान 24.90 mA cm-2 (नियंत्रण) आनी 25.18 mA cm-2 (LOS PSC) असो एकत्रीत Jsc मेळ्ळो, जो मानक AM 1.5 G वर्णपटांत मेजपाच्या Jsc कडेन बरोच जुळटालो (आकृती .4d). ) हें . नियंत्रण आनी एलओएस पीएससी खातीर मेजपाच्या पीसीईचें सांख्यिकी वितरण पूरक आकृती 20 त दाखयलां.
आकृती 4e त दाखयल्ले प्रमाण सापळ्याच्या आदारान पृश्ठभागाचेर पुनर्संयोजनाचेर PbC2O4 च्या परिणामाचो अभ्यास करपाखातीर Voc आनी उजवाडाची तीव्रता हांचेमदलो संबंद मेजलो. एलओएस उपकरणाखातीर फिट केल्ल्या रेशेचो उतार १.१६ केबीटी/चौकोर आसता, जो नियंत्रण उपकरणाखातीर फिट केल्ल्या रेशेच्या उतारापरस उणो आसता (१.३१ केबीटी/चौकोन), हाका लागून एलओएस फटोवपी पृश्ठभागाचें पुनर्संयोजन आडावपाखातीर उपेगी पडटा हाची खात्री जाता. आकृतींत दाखयल्ले प्रमाण बुराक साधनाचें (ITO/PEDOT:PSS/perovskite/spiro-OMeTAD/Au) काळें IV खाशेलपण मेजून पेरोव्हस्कायट फिल्माची दोश घनताय परिमाणात्मक रितीन मेजपाखातीर आमी स्पेस चार्ज करंट लिमिटिंग (SCLC) तंत्रज्ञान वापरतात. ४च दाखोवचें. सापळ्याची घनताय Nt = 2ε0εVTFL/eL2 ह्या सूत्रान मेजतात, हातूंत ε हो पेरोव्हस्कायट फिल्माचो सापेक्ष विद्दुत् स्थिरांक, ε0 हो निर्वाताचो विद्दुत् स्थिरांक, VTFL हो सापळो भरपाखातीर मर्यादीत विद्युत्दाब, e हो आदार, L हो पेरोव्हस्कायट फिल्माची दाटाय (650 nm) आसता. व्हीओसी उपकरणाची दोश घनताय १.४५० × १०१५ सेंमी.-३ अशी मेजतात, जी नियंत्रण उपकरणाच्या दोश घनतेपरस उणी आसता, जी १.७९५ × १०१५ सेंमी.-३ आसता.
पॅकेज नाशिल्ल्या उपकरणाची दीर्घकाळ कार्यक्षमताय स्थिरताय पळोवपाखातीर नायट्रोजनाच्या आदारान पुराय दिसाच्या उजवाडाखाला चडांत चड पॉवर पॉयंट (MPP) हांगा चांचणी केल्ली (आकृती 5 अ). ५५० वरां उपरांत लेगीत एलओएस डिव्हायसान आपली चडांत चड कार्यक्षमताय ९२% सांबाळ्ळी, जाल्यार नियंत्रण साधनाची कार्यक्षमताय मूळ कार्यक्षमतायच्या ६०% मेरेन देंवली. पोरन्या उपकरणांतल्या घटकांचें वितरण उड्डाणाचो वेळ दुय्यम आयन द्रव्यमान वर्णपटमापन (ToF-SIMS) पद्दतीन मेजलो (आकृती ५ब, क). वयल्या भांगर नियंत्रण वाठारांत आयोडीनाचो व्हड प्रमाणांत संचय दिसून येता. जड वायू संरक्षणाच्या परिस्थितींत ओलसाण आनी ऑक्सिजन सारकिले पर्यावरणीय विघटन करपी घटक वगळटात, ताका लागून अंतर्गत यंत्रणा (म्हळ्यार आयन स्थलांतर) जापसालदार आसात अशें दिसून येता. ToF-SIMS परिणामाप्रमाण Au विद्दुत् यंत्रांत I- आनी AuI2- आयन मेळ्ळे, ताका लागून पेरोव्हस्कायटांतल्यान Au हातूंत I चें प्रसारण जाल्ल्याचें दिसून येता. नियंत्रण उपकरणांतल्या I- आनी AuI2- आयनांची संकेत तीव्रता व्हीओसी नमुन्यापरस सुमार १० पटींनी चड आसता. आयन पारगमनाक लागून स्पायरो-ओएमईटीएडीची बुराक वाहकता नेटान उणी जावंक शकता आनी वयल्या विद्दुत् थराची रसायनीक गंज जावन उपकरणांतलो संपर्क संपर्क इबाडूंक शकता अशें आदल्या अहवालांतल्यान दिसून आयलां37,38. Au विद्दुत् धारक काडून स्पायरो-OMeTAD थर क्लोरोबेन्झीन विरयान थरांतल्यान निवळ केलो. उपरांत आमी चरपी प्रसंग क्ष-किरण विवर्तन (GIXRD) वापरून फिल्माचें लक्षणीकरण केलें (आकृती 5d). ह्या निकालांतल्यान नियंत्रण फिल्मांत ११.८° तापमानांत स्पश्ट विवर्तन शिखर आसता, जाल्यार एलओएस नमुन्यांत नवें विवर्तन शिखर दिसना अशें दिसून येता. ह्या निकालांतल्यान नियंत्रण फिल्मांतल्या I आयनांचें व्हड प्रमाणांत लुकसाण जाल्ल्यान δ अवस्था निर्माण जाता, जाल्यार LOS फिल्मांत ही प्रक्रिया स्पश्टपणान आडावप जाता अशें दिसून येता.
नायट्रोजन वातावरणांत आनी UV फिल्टर नासतना 1 सूर्यप्रकाशांत सील नाशिल्ल्या उपकरणाचो 575 वरां सतत एमपीपी ट्रॅकिंग. LOS MPP नियंत्रण साधन आनी पिरायेच्या साधनांतल्या b I- आनी c AuI2- आयनांचें ToF-SIMS वितरण. हळडुवे, पाचवे आनी संत्रे रंगाच्यो सावळी Au, Spiro-OMeTAD आनी पेरोव्हस्कायट हांचेकडेन जुळटात. d एमपीपी चांचणे उपरांत पेरोव्हस्कायट फिल्माचो जीआयएक्सआरडी. स्त्रोत डेटा स्त्रोत डेटा फायलींच्या रुपांत दिल्लो आसता.
PbC2O4 आयन स्थलांतर आडावंक शकता हाची खात्री करपाखातीर तापमानाचेर आदारीत वाहकता मेजली (पूरक आकृती 21). आयन स्थलांतराची सक्रियता ऊर्जा (Ea) वेगवेगळ्या तापमानांत (T) FAPbI3 फिल्माच्या वाहकतेंतलें बदल (σ) मेजून आनी नर्न्स्ट-आयन्स्टायन संबंद वापरून थारायतात: σT = σ0exp(−Ea/kBT), जंय σ0 हो स्थिरांक, kB हो बोल्टझमन स्थिरांक. आमी Ea चें मोल ln(σT) विरुद्ध 1/T च्या उतारांतल्यान मेळयतात, जें नियंत्रणाखातीर 0.283 eV आनी LOS साधनाखातीर 0.419 eV आसता.
सारांशांत आमी FAPbI3 पेरोव्हस्कायटाचो विघटन मार्ग आनी α-δ अवस्था संक्रमणाच्या ऊर्जा आडखळीचेर वेगवेगळ्या दोशांचे प्रभाव वळखुपाखातीर सैध्दांतिक चौकटी दितात. ह्या दोशांतल्यान VI दोशांक लागून α वयल्यान δ कडेन सहजपणान फेज संक्रमण जाता असो सैध्दांतिक अदमास काडला. I रिक्त सुवाती तयार जावप आनी I आयनांचे स्थलांतर आडावून FAPbI3 च्या α-फेज स्थीर करपाखातीर PbC2O4 चो उदकांत विरगळपी आनी रसायनीक नदरेन स्थिर दाट थर घालतात. हे रणनीतींतल्यान अंतरपटीय अकिरणोत्सर्गी पुनर्संयोजन खूब उणें जाता, सौर कोशिका कार्यक्षमताय २५.३९% मेरेन वाडटा आनी कार्यक्षमताय सुदारता. आमचे परिणाम दोश-प्रेरित α ते δ अवस्था संक्रमणाक आळाबंदा हाडून कार्यक्षम आनी स्थिर फॉर्मेमिडीन पीएससी मेळोवपाखातीर मार्गदर्शन दितात.
टायटॅनियम(IV) आयसोप्रोपॉक्सायड (TTIP, 99.999%) सिग्मा-आल्ड्रिच हाचेकडल्यान विकतें घेतलें. हायड्रोक्लोरिक आम्ल (HCl, 35.0-37.0%) आनी इथेनॉल (निर्जल) ग्वांगझू रसायन उद्देगाकडल्यान विकतें घेतलें. आल्फा एझर हाचेकडल्यान SnO2 (15 wt% tin(IV) ऑक्सायड कोलायदी प्रसारण) विकतें घेतलें. शिंशें(II) आयोडायड (PbI2, 99.99%) टीसीआय शांघाय (चीन) हाचेकडल्यान विकतें घेतलें. फॉर्मामिडीन आयोडायड (FAI, ≥99.5%), फॉर्मेमिडीन क्लोरायड (FACl, ≥99.5%), मिथिलामायन हायड्रोक्लोरायड (MACl, ≥99.5%), 2,2′,7,7′-टेट्राकिस्-(N , N-di-p) )-मेथोक्सीनिलीन)-9,9′-स्पायरोबिफ्लुओरीन (Spiro-OMeTAD, ≥९९.५%), लिथियम बिस(ट्रायफ्लुओरोमिथेन)सल्फोनिलायमायड (Li-TFSI, ९९.९५%), ४-टर्ट -ब्युटाइलपिरिडीन (tBP, ९६%) हें शीआन पॉलिमर लायट टेक्नॉलॉजी कंपनी (चीन) हाचेकडल्यान विकतें घेतलें. एन,एन-डायमिथिलफॉर्मामायड (डीएमएफ, ९९.८%), डायमिथिल सल्फोक्सायड (डीएमएसओ, ९९.९%), आयसोप्रोपायल आल्कोहॉल (आयपीए, ९९.८%), क्लोरोबेन्झीन (सीबी, ९९.८%), एसीटोनायट्रायल (एसीएन). सिग्मा-आल्ड्रिच हाचेकडल्यान विकतें घेतिल्लें. मॅकलिन हाचेकडल्यान ऑक्सॅलिक आम्ल (H2C2O4, 99.9%) विकतें घेतलें. हेर कसलेच बदल करिनासतना सगळीं रसायनां मेळिल्ले प्रमाण वापरलीं.
आयटीओ वा एफटीओ थर (१.५ × १.५ सेंमी.२) अनुक्रमान १० मि.खातीर डिटर्जंट, एसीटोन आनी इथेनॉल हांणी अल्ट्रासोनिक पद्दतीन निवळ करून उपरांत नायट्रोजन प्रवाहांत सुकयले. 500 सॅ.तापमानाचेर 60 मि. SnO2 कोलायदी प्रसारण विआयनीकृत उदकान १:५ खंडाच्या प्रमाणांत पातळ केलें. २० मिनटां अवरक्त किरणोत्सर्गी ओझोनान प्रक्रिया केल्ल्या निवळ थराचेर SnO2 नॅनोकणांचो पातळ पटल ४००० आरपीएमचेर ३० सेकंद दवरून उपरांत १५० सॅ.तापमानाचेर ३० मिनटां पूर्वतापयलो. पेरोव्हस्कायट पूर्ववर्ती विरयाखातीर २७५.२ मिग्रॅ एफएआय, ७३७.६ मिग्रॅ पीबीआय२ आनी एफएसीएल (२० मोल%) डीएमएफ/डीएमएसओ (१५/१) मिश्र विरयणांत विरगळ्ळे. पराबैंगनी-ओझोन उपचार केल्ल्या SnO2 थराचेर 40 μL पेरोव्हस्कायट पूर्ववर्ती विरयाचें वातावरणीय हवेंत 5000 आरपीएमचेर 25 सेकंद केंद्रोत्सारीत करून पेरोव्हस्कायट थर तयार केलो. निमाणे खेपे 5 सेकंदां उपरांत 50 μL MACl IPA विरय (4 mg/mL) रोखडेंच विरयनाविरयत म्हणून सबस्ट्रेटाचेर सोडलें. उपरांत ताजें तयार केल्लें फिल्म १५० सॅ.तापमानाचेर २० मि.आनी उपरांत १०० सॅ.तापमानाचेर १० मि. पेरोव्हस्कायट फिल्म कोठारांतल्या तापमानांत थंड केल्या उपरांत H2C2O4 विरय (1, 2, 4 मिग्रॅ 1 मिलिलीटर आयपीएंत विरगळिल्लें) 4000 आरपीएमचेर 30 सेकंद केंद्रोत्सारीत करून पेरोव्हस्कायटाचो पृश्ठभाग निष्क्रिय केलो. ७२.३ मिग्रॅ स्पायरो-ओएमईटीएडी, १ मिलिलीटर सीबी, २७ मायक्रोलीटर टीबीपी आनी १७.५ मायक्रोलीटर ली-टीएफएसआय (१ मिलिलीटर एसीटोनायट्रायलांत ५२० मिग्रॅ) मिश्रण करून तयार केल्ल्या स्पायरो-ओएमईटीएडी द्रावणाचेर ३० सेकंदांभितर ४००० आरपीएम वेगान फिल्माचेर स्पिन-लेप केलें. निमाणें १०० एनएम जाड Au थर निर्वातांत ०.०५ एनएम/सेकंद (०~१ एनएम), ०.१ एनएम/सेकंद (२~१५ एनएम) आनी ०.५ एनएम/सेकंद (१६~१०० एनएम) ह्या दरान बाश्पीभवन केलो. ).
पेरोव्हस्कायट सौर कोशिकांची एससी कार्यक्षमताय सौर सिमुलेटर प्रकाशाखाला (SS-X50) कीथली 2400 मीटर वापरून 100 एमडब्ल्यू/सेंमी2 उजवाडाच्या तीव्रतेचेर मेजली आनी मापांकीत मानक सिलिकॉन सौर कोशिकांचो उपेग करून सत्यापीत केली. हेर तरेन सांगले बगर एसपी वक्रताय नायट्रोजन भरिल्ल्या ग्लव्स बॉक्सांत फुडें आनी फाटीं स्कॅन मोडांत (व्होल्टेज स्टेप २० एमव्ही, विलंब वेळ १० एमएस) कोठारांतल्या तापमानांत (~२५ सॅ.) मेजली. मेजपाच्या पीएससी खातीर ०.०६७ सेंमी.2 इतलो प्रभावी क्षेत्रफळ थारावपाखातीर सावळेचो मास्क वापरलो. ईक्यूई मापन पीव्हीई३००-आयव्हीटी२१० प्रणाली (इंडस्ट्रियल व्हिजन टेक्नॉलॉजी(s) प्रायव्हेट लिमिटेड) वापरून परिवेशी हवेंत केलें आनी तातूंत एकवर्णीय उजवाड साधनाचेर केंद्रीत केल्लो. उपकरणाची स्थिरताय मेळोवपाखातीर कॅप्सूल नाशिल्ल्या सौर पेशींची चांचणी नायट्रोजन ग्लवबॉक्सांत 100 mW/cm2 दाबाचेर UV फिल्टर नासतना केल्ली. ToF-SIMS हें PHI nanoTOFII उड्डाणाचो वेळ सिम्स वापरून मेजतात. 400×400 मायक्रोन क्षेत्रफळ आशिल्ल्या 4 केव्ही Ar आयन बंदूक वापरून खोलाय प्रोफायलिंग मेळयलें.
क्ष-किरण प्रकाश इलॅक्ट्रॉन वर्णपटदर्शक (XPS) मापन थर्मो-व्हीजी सायन्टिफिक प्रणालीचेर (ESCALAB 250) एकवर्णीय Al Kα (XPS मोडाखातीर) वापरून 5.0 × 10-7 Pa दाबाचेर केलें.स्कॅनिंग इलॅक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक (SEM) JEOL-JSM-6330F प्रणालीचेर केलें. पेरोव्हस्कायट फिल्मांची पृश्ठभागाची आकृती आनी खरखरीत अणुशक्ती सूक्ष्मदर्शक (AFM) (Bruker Dimension FastScan) वापरून मेजली. एसटीईएम आनी एचएएडीएफ-एसटीईएम एफईआय टायटन थेमिस एसटीईएम हांगा जातात. UV-3600Plus (Shimadzu Corporation) ह्या यंत्राचो उपेग करून UV-Vis शोशण वर्णपट मेजले. स्पेस चार्ज लिमिटिंग करंट (SCLC) कीथली 2400 मीटराचेर नोंद केल्लो. FLS 1000 प्रकाशप्रकाश वर्णपटमापक वापरून वाहक आयुश्यकाळांतल्या क्षयाचें स्थिर अवस्थेचें प्रकाशप्रकाश (PL) आनी वेळ-विरासित प्रकाशप्रकाश (TRPL) मेजलें. होरिबा लॅबराम रमन प्रणाली एचआर इव्हॉल्यूशन वापरून पीएल नकाशे प्रतिमा मेजली. थर्मो-फिशर निकोलेट एनएक्सआर ९६५० प्रणालीचो उपेग करून फूरियर ट्रान्सफॉर्म इन्फ्रारेड स्पॅक्ट्रोस्कोपी (FTIR) केल्ली.
ह्या वावरांत आमी α-फेजांतल्यान δ-फेजांतल्या फेज संक्रमण मार्गाचेर अभ्यास करपाखातीर SSW मार्ग नमुनो पद्दत वापरतात. एसएसडब्ल्यू पद्दतींत संभाव्य ऊर्जा पृश्ठाची गती यादीक मृदु मोडाची (दुसरी व्युत्पन्न) दिशेन थारायतात, जाका लागून संभाव्य ऊर्जा पृश्ठाचो सविस्तर आनी वस्तुनिश्ठ अभ्यास करपाक मेळटा. ह्या वावरांत ७२ अणू आशिल्ल्या सुपरसेलाचेर मार्ग नमुने घेवप जाता आनी डीएफटी पातळेचेर १०० परस चड सुरवातीची/निमाणी स्थिती (IS/FS) जोडी एकठांय करतात. आयएस/एफएस जोडी प्रमाण डेटा संचांचेर आदारून सुरवातीची रचणूक आनी निमाणी रचणूक जोडपी मार्ग अणूंमदल्या पत्रवेव्हारावांगडा थारावंक मेळटा आनी मागीर चड-उणें एकक पृश्ठभागाचेर जावपी द्विपक्षीय हालचालीचो उपेग संक्रमण स्थिती पद्दत सुगमतायेन थारावपाखातीर करतात. (व्हीके-डीईएसव्ही) हांणी केला. संक्रमण स्थितीचो सोद घेतले उपरांत ऊर्जा आडखळांची क्रमवारी करून सगळ्यांत उणी आडखळ आशिल्लो मार्ग थारावंक मेळटा.
सगळ्यो डीएफटी गणना VASP (आवृत्ती 5.3.5) वापरून केल्ली, जंय C, N, H, Pb आनी I अणूंच्यो इलॅक्ट्रॉन-आयन परस्पर क्रिया प्रक्षेपित प्रवर्धित तरंग (PAW) येवजणेवरवीं दाखयल्यात. विनिमय सहसंबंद कार्याचें वर्णन पेर्ड्यू-बर्क-एर्न्झरहोफ पॅरामीटरायझेशनांतल्या सामान्यीकृत ग्रेडियेंट अदमासावरवीं केलां. विमान तरंगांची ऊर्जा मर्यादा ४०० इव्ही अशी थारायल्ली. मॉंकहर्स्ट-पॅक के-बिंदू जाळीचो आकार (2 × 2 × 1) आसता. सगळ्या संरचनेखातीर चडांत चड ताण घटक ०.१ जीपीए सकयल आनी चडांत चड शक्त घटक ०.०२ eV/Å सकयल जायमेरेन जाळी आनी अणुकेंद्रीय स्थिती पुरायपणान अनुकूल केल्ली. पृश्ठभागाच्या मॉडेलांत FAPbI3 च्या पृश्ठभागाचेर 4 थर आसतात, सकयल्या थरांत FAPbI3 च्या कुडीचें अनुकरण करपी स्थिर अणू आसतात आनी वयले तीन थर ऑप्टिमायझेशन प्रक्रियेंत मुक्तपणान हालूंक शकतात. PbC2O4 थर 1 एमएल जाड आसून तो FAPbI3 च्या I-अंतराच्या पृश्ठाचेर आसता, जंय Pb 1 I आनी 4 O कडेन बांदिल्लो आसता.
अभ्यासाच्या आराखड्या विशीं चड म्हायती खातीर, ह्या लेखाक संबंदीत सैमीक पोर्टफोलियो अहवाल सार पळयात.
ह्या अभ्यासा वेळार मेळिल्लो वा विश्लेशण केल्लो सगळो डेटा प्रकाशीत लेखांत, तशेंच आदार दिवपी म्हायती आनी कच्चो डेटा फायलींनी आस्पावला. ह्या अभ्यासांत सादर केल्लो कच्चो डेटा https://doi.org/10.6084/m9.figshare.2410016440 ह्या संकेतथळार उपलब्ध आसा. ह्या लेखाक स्त्रोत डेटा दिल्लो आसा.
ग्रीन, एम. आनी हेर हांणी केला. सौर कोशिका कार्यक्षमताय कोश्टकां (57 वी संस्करण). कार्यक्रम. प्रकाशविद्युत. संसाधन मेळ्ळां. अर्ज. 29, 3-15 (2021) हांणी केला.
पार्कर जे आनी हेर हांणी केला. अस्थिर आल्कलायन अमोनियम क्लोरायड वापरून पेरोव्हस्कायट थरांची वाड नियंत्रीत करप. सैम 616, 724-730 (2023).
झाओ वाय आनी हेर हांणी केला. निश्क्रीय (PbI2)2RbCl उच्च कार्यक्षमताय आशिल्ल्या सौर कोशिकांखातीर पेरोव्हस्कायट फिल्मांक स्थीर करता. विज्ञान 377, 531-534 (2022).
तान, के आनी हेर हांणी केला. डायमिथिलॅक्रिडिनिल डोपंट वापरून उलटयल्लीं पेरोव्हस्कायट सौर कोशिका. सैम, 620, 545-551 (2023).
हान, के आनी हेर हांणी केला. एकस्फटिकीय फॉर्मामिडीन शिंशें आयोडायड (FAPbI3): संरचनात्मक, प्रकाशीय आनी विद्युत् गुणधर्मांची म्हायती. क्रियाविशेशण. मॅट. 28, 2253-2258 (2016) हांणी केला.
मॅसी, एस आनी हेर हांणी केला. FAPbI3 आनी CsPbI3 हातूंतल्या काळ्या पेरोव्हस्कायट अवस्थाचें स्थिरीकरण. एके एस ऊर्जा संचारण. 5, 1974-1985 (2020) ह्या ग्रंथांत.
तुमी, जे जे, इ. सुदारीत वाहक वेवस्थापनांतल्यान कार्यक्षम पेरोव्हस्कायट सौर कोशिका. सैम 590, 587-593 (2021).
सालिबा एम. आनी हेर हांणी केला. पेरोव्हस्कायट सौर कोशिकांत रुबिडियम कॅटॅशनांचो आस्पाव केल्यार प्रकाशविद्युत् कार्यक्षमताय वाडटा. विज्ञान 354, 206-209 (2016).
सालिबा एम. आनी हेर हांणी केला. तिगून कॅटॅशन पेरोव्हस्कायट सीझियम सौर पेशी: सुदारीत स्थिरताय, पुनरुत्पादनक्षमता आनी उंचेली कार्यक्षमताय. ऊर्जा वातावरण. विज्ञान हें शास्त्र. 9, 1989-1997 (2016) हांणी केला.
कुई एक्स आनी हेर हांणी केला. उच्च कार्यक्षमताय आशिल्ल्या पेरोव्हस्कायट सौर कोशिकांतल्या FAPbI3 फेज स्थिरीकरणांतली हालींच्या काळांतली उदरगत सोल. आरआरएल 6, 2200497 (2022).
डेलागेटा एस आनी हेर हांणी केला. मिश्र हॅलायड कार्बनी-अकार्बनी पेरोव्हस्कायटांचें तर्कसंगत प्रकाशप्रेरित अवस्था वेगळेपण. नॅट. संवाद सादप. 8, 200 (2017) ह्या दिसा.
स्लॉटकॅव्हेज, डीजे आनी हेर हांणी केला. हॅलायड पेरोव्हस्कायट शोशकांत उजवाडाक लागून जावपी फेज वेगळेपण. एके एस ऊर्जा संचारण. 1, 1199-1205 (2016) हांणी केला.
चेन, एल आनी हेर हांणी केला. फॉर्मामिडीन शिंशें ट्रायआयोडायड पेरोव्हस्कायट एकस्फटिकाची अंतर्गत अवस्था स्थिरताय आनी अंतर्गत पट्टी अंतर. अंजीवा. रसायनीक. आंतरराश्ट्रीयताय. एड. 61. ई202212700 (2022).
दुइन्स्टी, ईए आदी मिथिलीनडायअमोनियमाचे विघटन आनी शिंशें ट्रायआयोडायड फॉर्मॅमिडीनाच्या फेज स्थिरीकरणांत ताची भुमिका समजून घेवप. जे केम. कुत्री. 18, 10275-10284 (2023) हांणी केला.
लु, एचझेड आनी हेर हांणी केला. काळ्या पेरोव्हस्कायट सौर कोशिकांचें कार्यक्षम आनी स्थिर वाफ निक्षेपण FAPbI3. विज्ञान 370, 74 (2020).
डोहर्टी, टीएएस आदी स्थिर तिरपले अष्टकोनी हॅलायड पेरोव्हस्कायट मर्यादीत खाशेलपणां आशिल्ल्या अवस्थांची थळावी निर्मिती दामतात. विज्ञान 374, 1598-1605 (2021).
हो, के आनी हेर हांणी केला. ओलसाण आनी उजवाडाच्या प्रभावाखाला फॉर्मामिडीन कण आनी सीझियम आनी शिंशें आयोडायड पेरोव्हस्कायट हांचे रुपांतर आनी विघटन हांची यंत्रणा. एके एस ऊर्जा संचारण. 6, 934-940 (2021) हांणी केला.
झेंग जे आनी हेर हांणी केला. α-FAPbI3 पेरोव्हस्कायट सौर कोशिकांखातीर स्यूडोहॅलायड आयनांची उदरगत. सैम 592, 381-385 (2021).