佩魯賈大學: 揭示碘化錫鈣鈦礦的不穩定性

鹵化錫鈣鈦礦是實現無鉛鈣鈦礦光電的唯一現實途徑。然而，盡管取得了重大進展，但是鈣鈦礦自p型摻雜和Sn（II）氧化成Sn（IV）仍然限制了太陽能電池的器件效率和穩定性。通過使用新的密度泛函理論模擬，意大利佩魯賈大學Filippo De Angelis, 意大利CNR-SCITEC的Daniele Meggiolaro等人揭示了原始模型和缺陷模型中Sn（II）→Sn（IV）氧化的機理特征和能量學。

出乎意料的是，錫的氧化被預測在體相MASnI3中是非常不利的，而在未鈍化的鈣鈦礦表面上則受到能量的有利。結果，大量的Sn（IV）自發轉變為Sn（II），向價帶釋放兩個空穴并p摻雜鈣鈦礦，而表面Sn（IV）充當深電子陷阱，并有助于非輻射載流子復合。發現化學計量和價帶表面釘扎在很大程度上影響Sn（IV）的形成，指出表面鈍化是獲得有效和穩定的鹵化錫太陽能電池的主要策略。