武大徐红星&王倜&柯维俊Nat. Commun.：揭示锡铅钙钛矿太阳能电池中光照与相重构之间的关联
锡铅钙钛矿凭借其理想的带隙特性，成为了全钙钛矿叠层太阳能电池中窄带隙钙钛矿的理想选择，显著提升了光电转换效率。然而，环境空气中的光诱导降解问题一直是制约这些器件长期运行稳定性的关键挑战。为了深入理解这一过程，本研究聚焦于锡铅钙钛矿在辐照条件下的长期稳定性表现，并意外地观察到了一个不可逆的相转变现象。
由武汉大学物理科学与技术学院的徐红星教授、王倜教授和柯维俊教授共同领导的科研团队，利用原位光致发光光谱技术对这一重构过程进行了细致监测。他们发现，该过程涉及氧气与光激发电子的反应，生成了超氧离子。这些超氧离子与锡铅钙钛矿薄膜表面的Sn²⁺离子反应，导致其氧化并形成空位。同时，三碘离子的生成与空位的形成共同作用，在空位处聚集形成了富铅区域。在持续的辐照下，这些富铅区域促使原本的黄相钙钛矿（如甲脒铅碘）随机转变为黑相钙钛矿（FAPbI3的不同相态）。
本研究不仅揭示了锡铅钙钛矿在降解过程中的相重构现象，还为超氧离子引发的降解机制提供了宝贵见解。鉴于所揭示的氧化还原化学的基本性质，我们认识到这些降解过程虽然无法完全避免，但可以通过合理的策略在功能上得到缓解。这项工作不仅为钙钛矿材料的相重构机制提供了重要认识，而且为进一步提升窄带隙锡铅钙钛矿及叠层太阳能电池的稳定性提供了坚实的理论基础和潜在的解决方案。
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