英国萨里大学Wei Zhang Sci.Adv.:通过2D/3D钙钛矿异质结形成卤化物钙钛矿中的应变弛豫

来源:印刷钙钛矿光电器件发布时间:2025-07-02 09:56:00

将机械应变和应变工程应用于卤化物钙钛矿,赋予了它们有趣的性质。然而,对机械应变(包括卤化物钙钛矿中的残余应变)的深入了解仍不完整,同时还面临着将应变效应从其他干扰中分离出来的严峻挑战。鉴于此,英国萨里大学Wei Zhang在期刊《Science Advances》发文,题为“Strain relaxation in halide perovskites via 2D/3D perovskite heterojunction formation”。该团队通过2D/3D钙钛矿异质结的形成来检验三维(3D)卤化物钙钛矿中残余拉伸应变的弛豫。2D钙钛矿在3D钙钛矿中诱导结构碎裂,促进拉伸应变的塑性松弛。通过隔离非本征晶相干扰和与激子相关的光学干扰,我们观察到3D钙钛矿仅在适度拉伸应变弛豫的情况下保持高结晶度。这种适度的弛豫增强了3D钙钛矿中的光电性质,包括加宽的带间吸收和延长的电荷载流子寿命,显著有助于提高光伏器件中可获得的最大功率转换效率。我们的发现概述了优化光电性能的应变弛豫条件,推进了卤化物钙钛矿中的应变工程。

创新点

1.提出2D诱导塑性应变松弛机制,利用长链烷基胺配体形成2D钙钛矿,触发3D结构的碎片化,实现面内应变的不可逆松弛。

2.明确适度应变松弛提升光电性能,发现仅适度的应变松弛可增强载流子寿命与吸收性能,而过度松弛反而导致结构退化。

3.剥离应变效应与激子干扰,通过激子结合能分析,证实PL红移主要源于应变调控,非激子效应干扰。

未来展望

1.发展多配体协同调控策略,平衡应变松弛与器件稳定性。2.推广应变工程至不同带隙钙钛矿体系,实现广泛材料适用性。3.结合界面能级设计与应变调控,优化器件整体能带结构与效率。

原文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu3459


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