格罗宁根大学 基于2-苯基乙基铵碘化铅的2D膜通过阳离子交换产生3D甲亚胺碘化铅膜
学分:罗依实验室/格罗宁根大学 碘化甲脒鎓铅是一种非常好的光伏电池材料，但获得正确稳定的晶体结构是一项挑战
迄今为止开发的技术效果不佳
然而，格罗宁根大学的科学家们，在光物理和光电子学教授玛丽亚·安东尼塔·洛伊的带领下，现在已经用刀片和浸渍溶液破解了它
该结果发表在2019年3月15日的《纳米尺度》杂志上
碘化甲酸铅是一种钙钛矿，一种具有独特结构的晶体
钙钛矿是以一种化学式为ABX3的矿物命名的
在理想化的立方晶胞中，X位被阴离子占据，形成八面体，中心阳离子位于B位，而立方体的角被A位阳离子占据(见图)
工业生产 “这种碘化甲铵铅材料具有非常好的特性，但是甲铵离子的α位会导致结构不稳定，”卢伊解释说
由这种材料制成的三维薄膜通常是光活性相和光活性相的混合物，后者对最终应用有害
因此，洛伊设定了她的博士学位
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学生桑普森Adjokatse努力寻找解决方案
在测试了可能的策略后，他找到了一个有效的策略
“最重要的是，它是可扩展的，可以用于工业生产，”卢伊说
毕竟，太阳能电池必须用大板生产，找到一种好的、便宜的技术来生产是非常重要的
Adjokatse从一个不同的钙钛矿开始，其中的甲铵被一个更大的2苯乙基铵分子取代，这样就形成了一个二维钙钛矿
使用“刮刀”技术将这种材料沉积成薄膜，该技术与印刷等工业过程中广泛使用的技术相关
刀片 “基本上，你可以用刀片将材料铺在基底上，”Adjokatse解释道
刀片可以被设置成产生厚度约为500纳米的薄膜，形成二维钙钛矿层
“重要的一点是，这些薄膜非常光滑，具有高达15微米的大晶畴，”阿德霍斯卡提说
以基于2-苯基乙基铵碘化铅的光滑二维薄膜为模板，制备了三维甲亚胺碘化铅薄膜
这是通过将二维薄膜浸入含碘化甲铵的溶液中实现的
这导致了通过“阳离子交换”的三维薄膜的生长，其中甲铵取代了2苯乙基铵
“与参考的三维碘化甲铵铅薄膜相比，这些薄膜显示出高得多的光致发光，并且当暴露在光或湿气中时，显示出增加的稳定性，”卢伊说
“这意味着我们现在有了一种使用工业可扩展技术生产高质量钙钛矿太阳能电池薄膜的方法
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