高压下杂化钙钛矿优异的载流子传输性能

在钙钛矿光电器件中，载流子迁移率(或扩散率)和扩散长度是决定性能的基本属性。然而，由于金刚石砧座的工作空间小和内部压力传输介质的限制，使用传统的电气技术测量金刚石砧座中的电荷迁移率和扩散长度具有挑战性。

近日，中国科学院(CAS)大连化学物理研究所(DICP)金胜业教授领导的研究小组揭示了高压下杂化钙钛矿优异的载流子传输性能。

这项研究于 12 月 8 日发表在ACS 能源快报上。

通过将时间分辨和 PL 扫描成像显微镜与金刚石砧细胞装置相结合，研究人员在高达 5.7 GPa 的高压下原位测量了 MAPbI 3钙钛矿微晶中的光致载流子传输，此时钙钛矿保留了单晶相。

他们发现，随着压力的增加，MAPbI 3微晶在 0.3-0.4 GPa 时表现出四方相到立方相变，在约 3 GPa 时表现出同构相变。

此外，通过对金刚石砧座中载流子传输动力学的直接检测，研究人员发现，当压力超过 0.4 GPa 时，钙钛矿的扩散系数增加了 30% 以上。结合相应的载流子寿命，他们发现在不同压力下载流子扩散长度(LD) 为 5 至 8 微米。

该研究表明，MAPbI 3钙钛矿在压力处理下可以保持其优异的载流子传输性能，即使压力可能导致晶体出现显着的结构缺陷。

“这项工作揭示了压力对 MAPbI 3钙钛矿中载流子传输的影响，并为利用压缩来调整或优化钙钛矿的光电特性铺平了道路，”金教授说。