处理太阳能电池材料揭示了意想不到的微结构的形成

太阳能电池技术的最新发展采用多晶钙钛矿薄膜作为活性层，效率提高高达24.2%。有机-无机杂化钙钛矿特别成功，它们已被用于光电器件，包括太阳能电池、光电探测器、发光二极管和激光器。

然而，混合钙钛矿的表面容易出现表面缺陷或表面陷阱，其中电荷载流子被捕获在半导体材料中。为了解决这个问题，减少陷阱的数量，晶体表面必须钝化。

在使用之前，钙钛矿可以用化学溶液、蒸汽和大气气体处理，以去除降低材料效率的缺陷。苄胺是一种特别成功的分子。详细了解这些过程的物理和化学机制的关键是增加收集载流子的太阳能电池的数量。

在本周的应用物理评论文章中，作者描述了他们用苄胺处理有机-无机混合钙钛矿晶体的工作，以研究晶体表面钝化的机理并降低陷阱态。

作者MariaA.Loi说：“这种分子已经被用于太阳能电池的多晶领域，事实证明太阳能电池已经得到了改进。“我们希望研究为什么太阳能电池在清洁的系统中得到改进，并了解为什么添加这样的分子可以使设备变得更好。”

实验表明，苄胺进入晶体表面，在三维晶体表面形成一种新的二维材料——二维钙钛矿。在形成二维版本然后从表面分离的情况下，出现梯形蚀刻图案。

“主要目的是钝化表面，以减少缺陷状态，”Loi说。“令我们惊讶的是，我们发现表面被修饰了，这不是预期的机制。人们报告说这种分子可以提高设备的质量，但没有人报告说它实际上创造了一个二维层，也可以重组材料。”

作者还发现，苄胺和大气气体的组合对钝化最有效。Loi说，这可能意味着陷阱状态有多种类型。对各种陷阱态的进一步研究可以精确地调整到制备用于光电子器件的晶体所涉及的有效机制。

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