卤化物钙钛矿与金属电极之间显著的电化学反应会引入可移动的外源金属离子，这既可能导致器件不稳定，也可能赋予新功能。
本文普林斯顿大学Barry P. Rand和美国国家可再生能源实验室化学与纳米科学中心Ross A. Kerner等人系统研究了ITO/MAPbI₃/Au模型器件在长期恒电位偏压下的金阳离子（Au⁺）迁移动力学。扫描电镜、X射线光电子能谱和密度泛函理论分析表明，在金阳极电化学生成的Au⁺离子以约10⁻¹¹至10⁻¹⁰ cm² s⁻¹的扩散系数穿越钙钛矿层，随后在阴极被还原为Au⁰团簇，类似于电解池和固态电池充电过程中的金属沉积行为。此外，反转偏压可剥离沉积的Au⁰，展现出适用于双极阻变器件的可逆性，并为Au在钙钛矿基质中的电化学与离子传输本质提供了直接证据。定量测定扩散系数与离子浓度，为未来漂移-扩散建模提供了基础输入，也使我们能够将研究结果与光伏组件长期运行的影响联系起来。
这些结果清晰地揭示了钙钛矿器件的固态电化学本质，强调了分离电化学、光化学与光电化学过程对理解器件性能及开发新功能的重要性。
研究亮点：
- 揭示金离子在钙钛矿中的快速迁移机制：首次系统量化Au⁺在MAPbI₃中的扩散系数（10⁻¹¹–10⁻¹⁰ cm² s⁻¹），明确其电化学沉积-剥离行为与固态电池中金属沉积高度相似。
- 实现电压调控的金可逆迁移：通过反转偏压成功剥离阴极沉积的Au⁰，证实Au迁移具备可逆性，为钙钛矿基忆阻器与神经形态器件提供新思路。
- 关联离子迁移与器件稳定性：指出Au迁移是钙钛矿光伏组件性能衰减的关键路径之一，并为理解器件异常电学行为（如滞豫、可切换光伏效应）提供机理基础。
Electrolytic gold plating, stripping, and ion transport dynamics through a solid-state iodide perovskite
T. Hu, R. A. Kerner, A. Singh, Y. Ren, A. V. Cohen, A. Kahn, L. Kronik, Q. Xia and B. P. Rand, Energy Environ. Sci., 2025, Advance Article , DOI: 10.1039/D5EE04569
Jhttps://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee04569j
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202511/27/50013542.html
