电子科技大学郝锋团队JMCC综述：甲胺气体诱导的缺陷愈合和阳离子置换反应：一种低缺陷钙钛矿薄膜和太阳能电池的制备方法

第一作者：杨晋安

通讯作者：李廷帅副教授，郝锋教授

通讯单位：电子科技大学材料与能源学院，电子科技大学应用化学中心

DOI：10.1039/c9tc03490k

文献链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/tc/c9tc03490k

成果简介

近日，电子科技大学材料与能源学院郝锋教授（通讯作者）、李廷帅副教授（通讯作者）和硕士研究生杨晋安(第一作者) 从缺陷钝化和稳定性提升角度系统地总结和回顾了甲胺（CH₃NH₂，MA）气体诱导的缺陷愈合（MIDH）方法的发展历程，最新进展和产业化生产的应用。该论文首先介绍了这种新颖的钙钛矿薄膜后处理方法，MA气体处理可以诱导钙钛矿重结晶，并形成致密均匀的薄膜，使其具有更高的结晶度和更少的缺陷态密度，同时可以改善载流子寿命，载流子扩散长度和湿度稳定性。随后介绍了MIDH方法在阳离子置换反应方面的应用进展，用来得到MA阳离子以外的钙钛矿薄膜，这极大的丰富了MIDH方法的应用领域。此外，这种MIDH技术已成功应用于大面积的钙钛矿薄膜沉积工艺和循环使用工艺，从而能够大规模制造具有较低陷阱态密度的高质量钙钛矿膜。最后，本论文阐述和展望了基于MIDH方法所面临的挑战和未来的发展方向，并且提出了关于未来大规模制备高质量钙钛矿薄膜和相关光电子器件的一些亟待解决的技术问题。该工作受到论文编辑和同行评审专家的高度认可，入选2019 Journal of Materials Chemistry C热点论文。

图文导读

图 1 氨气（a, b）和甲胺（c, d, e, f）处理钙钛矿薄膜前后的结晶与形貌上的改变

图 2 在空气中暴露于MA气体和HI和HBr气体的PbX₂（X = I，Br和Cl）薄膜到钙钛矿的转化过程

图 3 影响钙钛矿薄膜稳定性的因素和MA后处理钙钛矿的原理及相应表征

图 4 通过氨气，甲胺气体和甲脒气体来实现不同阳离子钙钛矿的相互转换及相应表征

图 5 通过甲胺，正丁胺和正辛胺气体来实现三维钙钛矿和二维钙钛矿之间的相互转换及相应表征

图 6 通过丁胺（BA）和碘化丁胺（BAI）后处理进行二维钙钛矿表面修饰的对比及相应表征

图 7 MIDH方法应用于全无机钙钛矿薄膜的制备

图 8 MIDH方法应用于大面积钙钛矿薄膜的制备

图 9 MA气体后处理原位修复钙钛矿薄膜

作者简介

郝锋，清华大学材料科学博士，美国西北大学化学系博士后，电子科技大学材料与能源学院教授，国家青年特聘专家，长期从事新型低成本高效率太阳能电池的研究工作，围绕“材料组分/薄膜特性/器件性能/电荷输运机理”开展了大量研究工作，着重研究新型光电材料的设计合成与可控制备及其界面电荷传输与复合机制。

李廷帅，中国科学院材料技术与工程研究所博士，新加坡南洋理工学院和美国南卡大学博士后，电子科技大学材料与能源学院副教授，致力于燃料电池以及储能锂电池的相关研发工作。

论文：Methylamine-induced defect-healing and cationic substitution: a new method for low-defect perovskite thin films and solar cells (J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 10724-10742)

本文由电子科技大学郝锋团队供稿。

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