武汉大学学者揭秘铅卤钙钛矿太阳能电池中零价铅起源和因素

近期，细胞杂志社（Cell Press）旗下能源旗舰刊Joule(《焦耳》,不良影响因子IF=41.2)在线发表了上海交通大学物理化学科学研究与高成本所学院教授方发达国家、柯维俊课题组与余皇弟课题组的共同分析成果。该工作分析了困扰钙钛矿领域已然的Pb0问题，该系统性地分析了Pb0在钙钛矿之中的起源和不良影响，为解决钙钛矿电池的特性问题透过了新思路。 学术论文题目为“Origins and influences of metallic lead in perovskite solar cells” (《钙钛矿锂电池之中金属水银的起源和不良影响》)。 物理化学科学研究与高成本所学院2019级博士分析生梁记伟为学术论文第一创作者 ，方发达国家、柯维俊和余皇弟为学术论文共同通讯创作者，上海交通大学为第一创作者单位。上海交通大学物理化学科学研究与高成本所学院分析员陶晨、澳门大学教授邢贵川和博士分析生梁超直接参与了部分分析工作。

近年来钙钛矿锂电池赢得了相当程度的蓬勃发展，而如何大幅提高钙钛矿锂电池的特性是实现其规模化的关键。其之中关于钙钛矿涂层之中危害的零价水银（Pb0）一直是一个热议性的时下，找出其之中的根源和不良影响机理含义重大。Pb0被显然是钙钛矿衰减的一个内在举足轻重缘故，其在钙钛矿细胞内不仅但会加剧新的复合之中心的产生，而且还但会减小集成电路的特性。一些分析显然这种危害的Pb0可能叫做钙钛矿后继体混合物，而其他一些分析报道显然Pb0可能叫做钙钛矿晶体的落叶或者继续前进火现实生活。一致的观点是Pb0的实际上严重地不良影响了钙钛矿锂电池的光电类比成本和特性。因此，科学研究界迫切需要该系统阐释Pb0在钙钛矿吸光涂层之中的起源及其对集成电路新能源类比成本和特性的不良影响规律，以便提出批评解决问题的措施。

分析人员通过系列实验分析断定Pb0的出现主要来自于钙钛矿晶体之中残留锰水银(PbI2)的降解，而并非形成于钙钛矿的结晶落叶现实生活之中。分析结果表明，某种意义是可见光光，X射线碳化甚至同样的XPS测试现实生活也但会加剧残余PbI2分解形成Pb0；相比较而言，符合化学量化比且纯相的钙钛矿涂层本身却呈现出优异的光和X射线碳化特性。进一步的分析断定，钙钛矿晶体之中的Pb0但会抑制钙钛矿的结晶，同时但会其会更多相关的淡能级弱点。这些弱点的实际上不仅增加了集成电路的非放射复合，减小了集成电路的成本，也加速了集成电路的衰减。

该工作提出批评减小Pb0的首要条件是减少钙钛矿之中亚硝酸盐的锰水银，同时抑制亚硝酸盐的PbI2和其光附副产物Pb0的生成并透过补偿型的镁是未来提升钙钛矿电池仍然光特性的举足轻重措施之一。

该分析有关符合化学量化比且纯相的钙钛矿具有优异碳化特性的结果，提高了钙钛矿新能源界将钙钛矿电池推向规模化的信心。该工作对推动钙钛矿电池的商业性进程具有举足轻重糅合含义。

分析得到了发达国家自然科学研究基金委员但会、科技部、湖南省科技厅项目经费的赞同。

来源不明：上海交通大学

学术论文链接：

(22)00132-5

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