Nature.comను సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్‌లో CSS మద్దతు పరిమితంగా ఉంది. ఉత్తమ ఫలితాల కోసం, మీ బ్రౌజర్ యొక్క కొత్త వెర్షన్‌ను ఉపయోగించమని (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో కంపాటిబిలిటీ మోడ్‌ను ఆఫ్ చేయమని) మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము. ఈలోగా, నిరంతర మద్దతును అందించడానికి, మేము ఈ సైట్‌ను స్టైలింగ్ లేదా జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా చూపిస్తున్నాము.
లెడ్ ట్రైఅయోడైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్ సౌర ఘటాల పనితీరును మెరుగుపరచడానికి లోప నిష్క్రియాకరణ (defect passivation) విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది, కానీ α-దశ స్థిరత్వంపై వివిధ లోపాల ప్రభావం అస్పష్టంగానే ఉంది; ఇక్కడ, సాంద్రతా క్రియాత్మక సిద్ధాంతాన్ని (density functional theory) ఉపయోగించి, మేము మొదటిసారిగా ఫార్మామిడిన్ లెడ్ ట్రైఅయోడైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్ యొక్క α-దశ నుండి δ-దశకు క్షీణత మార్గాన్ని గుర్తించి, దశ పరివర్తన శక్తి అవరోధంపై వివిధ లోపాల ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేస్తున్నాము. సిమ్యులేషన్ ఫలితాల ప్రకారం, అయోడిన్ ఖాళీలు (vacancies) క్షీణతకు కారణమయ్యే అవకాశం ఎక్కువగా ఉందని అంచనా వేయబడింది, ఎందుకంటే అవి α-δ దశ పరివర్తనకు శక్తి అవరోధాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తాయి మరియు పెరోవ్‌స్కైట్ ఉపరితలంపై అత్యల్ప నిర్మాణ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి. పెరోవ్‌స్కైట్ ఉపరితలంపై నీటిలో కరగని లెడ్ ఆక్సలేట్ యొక్క దట్టమైన పొరను ప్రవేశపెట్టడం α-దశ యొక్క విచ్ఛిన్నతను గణనీయంగా నిరోధిస్తుంది, తద్వారా అయోడిన్ యొక్క వలస మరియు బాష్పీభవనాన్ని నివారిస్తుంది. అదనంగా, ఈ వ్యూహం అంతర్ముఖ వికిరణరహిత పునఃసంయోగాన్ని (interfacial nonradiative recombination) గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది మరియు సౌర ఘట సామర్థ్యాన్ని 25.39%కి (ధృవీకరించబడినది 24.92%) పెంచుతుంది. ప్యాకేజీ చేయని పరికరం, అనుకరించిన 1.5 G వాయు ద్రవ్యరాశి వికిరణం కింద 550 గంటల పాటు గరిష్ట శక్తితో పనిచేసిన తర్వాత కూడా దాని అసలు 92% సామర్థ్యాన్ని నిలుపుకోగలదు.
పెరోవ్‌స్కైట్ సోలార్ సెల్స్ (PSCs) యొక్క పవర్ కన్వర్షన్ ఎఫిషియెన్సీ (PCE) 26%1 అనే ధృవీకరించబడిన రికార్డు స్థాయికి చేరుకుంది. 2015 నుండి, ఆధునిక PSCలు దాని అద్భుతమైన ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు షాక్లీ-కీసర్ పరిమితికి దగ్గరగా ఉండే ప్రాధాన్య బ్యాండ్‌గ్యాప్ కారణంగా ఫార్మామిడిన్ ట్రైఅయోడైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్ (FAPbI3)ను కాంతి-శోషక పొరగా ఇష్టపడుతున్నాయి 2,3,4. దురదృష్టవశాత్తు, FAPbI3 ఫిల్మ్‌లు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉష్ణగతిక శాస్త్రపరంగా నల్లటి α దశ నుండి పసుపు రంగు నాన్-పెరోవ్‌స్కైట్ δ దశకు దశ పరివర్తనకు లోనవుతాయి5,6. డెల్టా దశ ఏర్పడటాన్ని నివారించడానికి, వివిధ సంక్లిష్ట పెరోవ్‌స్కైట్ మిశ్రమాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. ఈ సమస్యను అధిగమించడానికి అత్యంత సాధారణ వ్యూహం ఏమిటంటే, FAPbI3ను మిథైల్ అమోనియం (MA+), సీసియం (Cs+) మరియు బ్రోమైడ్ (Br-) అయాన్‌ల కలయికతో కలపడం7,8,9. అయితే, హైబ్రిడ్ పెరోవ్‌స్కైట్‌లు బ్యాండ్‌గ్యాప్ విస్తరణ మరియు ఫోటోఇండ్యూస్డ్ ఫేజ్ సెపరేషన్ వంటి సమస్యలతో బాధపడతాయి, ఇవి ఫలితంగా ఏర్పడే PSCల పనితీరు మరియు కార్యాచరణ స్థిరత్వాన్ని దెబ్బతీస్తాయి¹⁰,¹¹,¹².
ఇటీవలి అధ్యయనాలు, ఎటువంటి డోపింగ్ లేని స్వచ్ఛమైన సింగిల్ క్రిస్టల్ FAPbI3 దాని అద్భుతమైన స్ఫటికాకృతి మరియు తక్కువ లోపాల కారణంగా అత్యుత్తమ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉందని చూపించాయి¹³,¹⁴. అందువల్ల, బల్క్ FAPbI3 యొక్క స్ఫటికాకృతిని పెంచడం ద్వారా లోపాలను తగ్గించడం అనేది సమర్థవంతమైన మరియు స్థిరమైన PSCలను సాధించడానికి ఒక ముఖ్యమైన వ్యూహం²,¹⁵. అయినప్పటికీ, FAPbI3 PSC పనిచేస్తున్నప్పుడు, అవాంఛనీయమైన పసుపు రంగు షట్కోణ నాన్-పెరోవ్‌స్కైట్ δ దశకు క్షీణత సంభవించవచ్చు¹⁶. ఈ ప్రక్రియ సాధారణంగా ఉపరితలాలు మరియు గ్రెయిన్ సరిహద్దుల వద్ద ప్రారంభమవుతుంది, ఇవి అనేక లోపభూయిష్ట ప్రాంతాల ఉనికి కారణంగా నీరు, వేడి మరియు కాంతికి మరింత సున్నితంగా ఉంటాయి¹⁷. అందువల్ల, FAPbI3 యొక్క నల్లని దశను స్థిరీకరించడానికి ఉపరితల/గ్రెయిన్ పాసివేషన్ అవసరం¹⁸. తక్కువ-పరిమాణ పెరోవ్‌స్కైట్‌లు, ఆమ్ల-క్షార లూయిస్ అణువులు మరియు అమ్మోనియం హాలైడ్ లవణాలను ప్రవేశపెట్టడంతో సహా అనేక లోప పాసివేషన్ వ్యూహాలు ఫార్మామిడిన్ PSCలలో గొప్ప పురోగతిని సాధించాయి¹⁹,²⁰,²¹,²². ఇప్పటి వరకు, దాదాపు అన్ని అధ్యయనాలు సోలార్ సెల్స్‌లో క్యారియర్ రీకాంబినేషన్, డిఫ్యూజన్ లెంగ్త్ మరియు బ్యాండ్ స్ట్రక్చర్ వంటి ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను నిర్ణయించడంలో వివిధ లోపాల పాత్రపై దృష్టి సారించాయి22,23,24. ఉదాహరణకు, వివిధ లోపాల యొక్క ఫార్మేషన్ ఎనర్జీలు మరియు ట్రాపింగ్ ఎనర్జీ లెవెల్స్‌ను సిద్ధాంతపరంగా అంచనా వేయడానికి డెన్సిటీ ఫంక్షనల్ థియరీ (DFT) ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది ఆచరణాత్మక పాసివేషన్ డిజైన్‌కు మార్గనిర్దేశం చేయడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది20,25,26. లోపాల సంఖ్య తగ్గే కొద్దీ, పరికరం యొక్క స్థిరత్వం సాధారణంగా మెరుగుపడుతుంది. అయితే, ఫార్మామిడిన్ PSCలలో, ఫేజ్ స్థిరత్వం మరియు ఫోటోఎలక్ట్రిక్ లక్షణాలపై వివిధ లోపాల ప్రభావం యొక్క యంత్రాంగాలు పూర్తిగా భిన్నంగా ఉండాలి. మాకు తెలిసినంత వరకు, లోపాలు క్యూబిక్ నుండి హెక్సాగోనల్ (α-δ) ఫేజ్ పరివర్తనను ఎలా ప్రేరేపిస్తాయి మరియు α-FAPbI3 పెరోవ్‌స్కైట్ యొక్క ఫేజ్ స్థిరత్వంపై సర్ఫేస్ పాసివేషన్ పాత్ర గురించి ప్రాథమిక అవగాహన ఇప్పటికీ తక్కువగా ఉంది.
ఇక్కడ, మేము FAPbI3 పెరోవ్‌స్కైట్ యొక్క నల్లటి α-దశ నుండి పసుపు δ-దశకు క్షీణించే మార్గాన్ని మరియు DFT ద్వారా α-నుండి-δ-దశ పరివర్తన యొక్క శక్తి అవరోధంపై వివిధ లోపాల ప్రభావాన్ని వెల్లడిస్తున్నాము. ఫిల్మ్ తయారీ మరియు పరికర ఆపరేషన్ సమయంలో సులభంగా ఏర్పడే అయోడిన్ ఖాళీలు, α-δ దశ పరివర్తనను ప్రారంభించే అవకాశం ఎక్కువగా ఉందని అంచనా వేయబడింది. అందువల్ల, మేము ఇన్ సిటు చర్య ద్వారా FAPbI3 పైన నీటిలో కరగని మరియు రసాయనికంగా స్థిరమైన లెడ్ ఆక్సలేట్ (PbC2O4) యొక్క దట్టమైన పొరను ప్రవేశపెట్టాము. లెడ్ ఆక్సలేట్ ఉపరితలం (LOS) అయోడిన్ ఖాళీల ఏర్పాటును నిరోధిస్తుంది మరియు వేడి, కాంతి మరియు విద్యుత్ క్షేత్రాల ద్వారా ప్రేరేపించబడినప్పుడు అయోడిన్ అయాన్ల వలసను నివారిస్తుంది. ఫలితంగా ఏర్పడిన LOS, ఇంటర్‌ఫేషియల్ నాన్‌రేడియేటివ్ రీకాంబినేషన్‌ను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది మరియు FAPbI3 PSC సామర్థ్యాన్ని 25.39%కి (24.92%గా ధృవీకరించబడింది) మెరుగుపరుస్తుంది. ప్యాకేజీ చేయని LOS పరికరం, 1.5 G రేడియేషన్ యొక్క అనుకరణ వాయు ద్రవ్యరాశి (AM) వద్ద గరిష్ట పవర్ పాయింట్ (MPP) వద్ద 550 గంటలకు పైగా పనిచేసిన తర్వాత దాని అసలు సామర్థ్యంలో 92% నిలుపుకుంది.
FAPbI3 పెరోవ్‌స్కైట్ α దశ నుండి δ దశకు మారే విఘటన మార్గాన్ని కనుగొనడానికి మేము మొదట అబ్ ఇనిషియో గణనలను నిర్వహించాము. ఒక వివరణాత్మక దశ పరివర్తన ప్రక్రియ ద్వారా, FAPbI3 యొక్క క్యూబిక్ α-దశలోని త్రిమితీయ మూల-భాగస్వామ్య [PbI6] అష్టభుజి నుండి FAPbI3 యొక్క షడ్భుజి δ-దశలోని ఏకమితీయ అంచు-భాగస్వామ్య [PbI6] అష్టభుజిగా పరివర్తన సాధించబడిందని కనుగొనబడింది. 9. మొదటి దశలో (Int-1) Pb-I ఒక బంధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, మరియు దాని శక్తి అవరోధం 0.62 eV/cellకు చేరుకుంటుంది, ఇది పటం 1aలో చూపబడింది. అష్టభుజి [0\(\bar{1}\)1] దిశలో మారినప్పుడు, షడ్భుజి చిన్న గొలుసు 1×1 నుండి 1×3, 1×4 లకు విస్తరించి చివరకు δ దశలోకి ప్రవేశిస్తుంది. మొత్తం మార్గం యొక్క దిశ నిష్పత్తి (011)α//(001)δ + [100]α//[100]δ. శక్తి పంపిణీ రేఖాచిత్రం నుండి, తదుపరి దశలలో FAPbI3 యొక్క δ దశ కేంద్రకం ఏర్పడిన తర్వాత, శక్తి అవరోధం α దశ పరివర్తన కంటే తక్కువగా ఉందని కనుగొనవచ్చు, దీని అర్థం దశ పరివర్తన వేగవంతం అవుతుంది. స్పష్టంగా, మనం α-దశ క్షీణతను అణచివేయాలనుకుంటే, దశ పరివర్తనను నియంత్రించే మొదటి దశ చాలా కీలకం.
a ఎడమ నుండి కుడికి దశ పరివర్తన ప్రక్రియ – నలుపు FAPbI3 దశ (α-దశ), మొదటి Pb-I బంధ విచ్ఛేదనం (Int-1) మరియు తదుపరి Pb-I బంధ విచ్ఛేదనం (Int-2, Int-3 మరియు Int-4) మరియు పసుపు దశ FAPbI3 (డెల్టా దశ). b వివిధ అంతర్గత బిందు లోపాల ఆధారంగా FAPbI3 యొక్క α నుండి δ దశ పరివర్తనకు శక్తి అవరోధాలు. చుక్కల గీత ఒక ఆదర్శ స్ఫటికం యొక్క శక్తి అవరోధాన్ని (0.62 eV) చూపుతుంది. c లెడ్ పెరోవ్‌స్కైట్ ఉపరితలంపై ప్రాథమిక బిందు లోపాల ఏర్పాటు శక్తి. అబ్సిస్సా అక్షం α-δ దశ పరివర్తన యొక్క శక్తి అవరోధం, మరియు ఆర్డినేట్ అక్షం లోపం ఏర్పాటు శక్తి. బూడిద, పసుపు మరియు ఆకుపచ్చ రంగులలో నీడ వేయబడిన భాగాలు వరుసగా టైప్ I (తక్కువ EB-అధిక FE), టైప్ II (అధిక FE) మరియు టైప్ III (తక్కువ EB-తక్కువ FE). d నియంత్రణలో FAPbI3 యొక్క లోపాలు VI మరియు LOS ఏర్పాటు శక్తి. e FAPbI3 యొక్క నియంత్రణ మరియు LOS లో అయాన్ వలసకు I అవరోధం. f – I అయాన్ల వలస యొక్క రేఖాచిత్ర ప్రాతినిధ్యం (నారింజ గోళాలు) మరియు gf నియంత్రణలో FAPbI3 (బూడిద రంగు, సీసం; ఊదా (నారింజ), అయోడిన్ (చలనశీల అయోడిన్)) (ఎడమ: పై నుండి వీక్షణ; కుడి: అడ్డుకోత, గోధుమ రంగు); కార్బన్; లేత నీలం – నైట్రోజన్; ఎరుపు – ఆక్సిజన్; లేత గులాబీ – హైడ్రోజన్). మూల డేటా, మూల డేటా ఫైళ్ల రూపంలో అందించబడింది.
తరువాత మేము వివిధ అంతర్గత పాయింట్ లోపాల (PbFA, IFA, PbI, మరియు IPb యాంటిసైట్ ఆక్యుపెన్సీ; Pbi మరియు Ii ఇంటర్‌స్టిషియల్ అణువులు; మరియు VI, VFA, మరియు VPb ఖాళీలు) ప్రభావాన్ని క్రమపద్ధతిలో అధ్యయనం చేసాము, ఇవి పరమాణు మరియు శక్తి స్థాయి దశ క్షీణతకు కారణమయ్యే కీలక కారకాలుగా పరిగణించబడతాయి. ఇవి చిత్రం 1b మరియు అనుబంధ పట్టిక 1లో చూపబడ్డాయి. ఆసక్తికరంగా, అన్ని లోపాలు α-δ దశ పరివర్తన యొక్క శక్తి అవరోధాన్ని తగ్గించవు (చిత్రం 1b). తక్కువ నిర్మాణ శక్తులు మరియు తక్కువ α-δ దశ పరివర్తన శక్తి అవరోధాలు రెండూ ఉన్న లోపాలు దశ స్థిరత్వానికి హానికరమైనవిగా పరిగణించబడతాయని మేము నమ్ముతున్నాము. గతంలో నివేదించినట్లుగా, ఫార్మామిడిన్ PSC27 కోసం సీసం అధికంగా ఉన్న ఉపరితలాలు సాధారణంగా ప్రభావవంతంగా పరిగణించబడతాయి. అందువల్ల, మేము సీసం అధికంగా ఉన్న పరిస్థితులలో PbI2-తో ముగిసిన (100) ఉపరితలంపై దృష్టి పెడతాము. ఉపరితల అంతర్గత పాయింట్ లోపాల యొక్క లోప నిర్మాణ శక్తి చిత్రం 1c మరియు అనుబంధ పట్టిక 1లో చూపబడింది. శక్తి అవరోధం (EB) మరియు దశ పరివర్తన నిర్మాణ శక్తి (FE) ఆధారంగా, ఈ లోపాలు మూడు రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి. రకం I (తక్కువ EB-అధిక FE): IPb, VFA మరియు VPb లు దశ పరివర్తనకు శక్తి అవరోధాన్ని గణనీయంగా తగ్గించినప్పటికీ, వాటికి అధిక నిర్మాణ శక్తులు ఉంటాయి. అందువల్ల, ఈ రకమైన లోపాలు అరుదుగా ఏర్పడతాయి కాబట్టి, దశ పరివర్తనలపై వాటి ప్రభావం పరిమితంగా ఉంటుందని మేము విశ్వసిస్తున్నాము. రకం II (అధిక EB): మెరుగైన α-δ దశ పరివర్తన శక్తి అవరోధం కారణంగా, యాంటీ-సైట్ లోపాలైన PbI, IFA మరియు PbFA లు α-FAPbI3 పెరోవ్‌స్కైట్ యొక్క దశ స్థిరత్వాన్ని దెబ్బతీయవు. రకం III (తక్కువ EB-తక్కువ FE): సాపేక్షంగా తక్కువ నిర్మాణ శక్తులు కలిగిన VI, Ii మరియు Pbi లోపాలు బ్లాక్ ఫేజ్ క్షీణతకు కారణం కాగలవు. ముఖ్యంగా అత్యల్ప FE మరియు EB VI ఉన్నందున, I ఖాళీలను తగ్గించడమే అత్యంత ప్రభావవంతమైన వ్యూహం అని మేము విశ్వసిస్తున్నాము.
VI ని తగ్గించడానికి, మేము FAPbI3 యొక్క ఉపరితలాన్ని మెరుగుపరచడానికి PbC2O4 యొక్క దట్టమైన పొరను అభివృద్ధి చేసాము. ఫినైల్ ఇథైల్ అమ్మోనియం అయోడైడ్ (PEAI) మరియు n-ఆక్టైల్ అమ్మోనియం అయోడైడ్ (OAI) వంటి సేంద్రీయ హాలైడ్ సాల్ట్ పాసివేటర్లతో పోలిస్తే, చలించే హాలోజన్ అయాన్లు లేని PbC2O4 రసాయనికంగా స్థిరంగా ఉంటుంది, నీటిలో కరగదు మరియు ప్రేరేపించినప్పుడు సులభంగా నిష్క్రియం అవుతుంది. పెరోవ్‌స్కైట్ యొక్క ఉపరితల తేమ మరియు విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఇది బాగా స్థిరీకరిస్తుంది. నీటిలో PbC2O4 యొక్క ద్రావణీయత కేవలం 0.00065 g/L, ఇది PbSO428 కంటే కూడా తక్కువ. మరింత ముఖ్యంగా, ఇన్ సిటు చర్యలను (క్రింద చూడండి) ఉపయోగించి పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌లపై LOS యొక్క దట్టమైన మరియు ఏకరీతి పొరలను సున్నితంగా తయారు చేయవచ్చు. అనుబంధ చిత్రం 1లో చూపిన విధంగా మేము FAPbI3 మరియు PbC2O4 మధ్య ఇంటర్‌ఫేషియల్ బంధం యొక్క DFT సిమ్యులేషన్‌లను నిర్వహించాము. అనుబంధ పట్టిక 2 LOS ఇంజెక్షన్ తర్వాత లోపం ఏర్పడే శక్తిని అందిస్తుంది. LOS, VI లోపాల ఏర్పడే శక్తిని 0.69–1.53 eV మేర పెంచడమే కాకుండా (పటం 1d), వలస ఉపరితలం మరియు నిష్క్రమణ ఉపరితలం వద్ద I యొక్క క్రియాశీలక శక్తిని కూడా పెంచుతుందని మేము కనుగొన్నాము (పటం 1e). మొదటి దశలో, I అయాన్లు పెరోవ్‌స్కైట్ ఉపరితలం వెంబడి వలసపోతాయి, VI అయాన్లను 0.61 eV శక్తి అవరోధంతో ఒక లాటిస్ స్థానంలో వదిలివేస్తాయి. LOSను ప్రవేశపెట్టిన తర్వాత, స్టెరిక్ అవరోధం ప్రభావం కారణంగా, I అయాన్ల వలసకు క్రియాశీలక శక్తి 1.28 eVకి పెరుగుతుంది. పెరోవ్‌స్కైట్ ఉపరితలం నుండి I అయాన్లు వలసపోయే సమయంలో, VOCలోని శక్తి అవరోధం కూడా నియంత్రణ నమూనా కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది (పటం 1e). నియంత్రణ మరియు LOS FAPbI3లలో I అయాన్ వలస మార్గాల పథచిత్రాలు వరుసగా పటం 1f మరియు gలలో చూపబడ్డాయి. సిమ్యులేషన్ ఫలితాలు LOS, VI లోపాల ఏర్పడటాన్ని మరియు I యొక్క బాష్పీభవనాన్ని నిరోధించగలదని, తద్వారా α నుండి δ దశ పరివర్తన యొక్క కేంద్రకాన్ని నివారిస్తుందని చూపిస్తున్నాయి.
ఆక్సాలిక్ ఆమ్లం మరియు FAPbI3 పెరోవ్‌స్కైట్ మధ్య చర్యను పరీక్షించడం జరిగింది. ఆక్సాలిక్ ఆమ్లం మరియు FAPbI3 ద్రావణాలను కలిపిన తరువాత, అనుబంధ పటం 2లో చూపిన విధంగా, అధిక మొత్తంలో తెల్లటి అవక్షేపం ఏర్పడింది. ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ (XRD) (అనుబంధ పటం 3) మరియు ఫోరియర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (FTIR) (అనుబంధ పటం 4) ఉపయోగించి, ఈ పొడి ఉత్పత్తిని స్వచ్ఛమైన PbC2O4 పదార్థంగా గుర్తించడం జరిగింది. అనుబంధ పటం 5లో చూపిన విధంగా, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆక్సాలిక్ ఆమ్లం ఐసోప్రొపైల్ ఆల్కహాల్ (IPA)లో సుమారుగా 18 mg/mL ద్రావణీయతతో అధికంగా కరుగుతుందని మేము కనుగొన్నాము. ఇది తదుపరి ప్రాసెసింగ్‌ను సులభతరం చేస్తుంది, ఎందుకంటే IPA ఒక సాధారణ పాసివేషన్ ద్రావణిగా, స్వల్పకాలం తర్వాత పెరోవ్‌స్కైట్ పొరను దెబ్బతీయదు29. అందువల్ల, పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ను ఆక్సాలిక్ ఆమ్ల ద్రావణంలో ముంచడం ద్వారా గానీ లేదా పెరోవ్‌స్కైట్‌పై ఆక్సాలిక్ ఆమ్ల ద్రావణాన్ని స్పిన్-కోటింగ్ చేయడం ద్వారా గానీ, కింది రసాయన సమీకరణం ప్రకారం పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్ ఉపరితలంపై పలుచని మరియు దట్టమైన PbC2O4ను త్వరగా పొందవచ్చు: H2C2O4 + FAPbI3 = PbC2O4 + FAI + HI. FAIను IPAలో కరిగించవచ్చు మరియు తద్వారా కుకింగ్ సమయంలో తొలగించవచ్చు. LOS యొక్క మందాన్ని చర్య సమయం మరియు ప్రికర్సర్ గాఢత ద్వారా నియంత్రించవచ్చు.
నియంత్రణ మరియు LOS పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ల స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (SEM) చిత్రాలు 2a,b చిత్రాలలో చూపబడ్డాయి. ఫలితాలు పెరోవ్‌స్కైట్ ఉపరితల స్వరూపం బాగా సంరక్షించబడిందని మరియు గ్రెయిన్ ఉపరితలంపై పెద్ద సంఖ్యలో సూక్ష్మ కణాలు నిక్షిప్తమై ఉన్నాయని చూపిస్తున్నాయి, ఇది ఇన్-సిటు చర్య ద్వారా ఏర్పడిన PbC2O4 పొరను సూచిస్తుంది. నియంత్రణ ఫిల్మ్‌తో (అనుబంధ చిత్రం 7) పోలిస్తే LOS పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్ కొద్దిగా నునుపైన ఉపరితలాన్ని (అనుబంధ చిత్రం 6) మరియు పెద్ద నీటి కాంటాక్ట్ యాంగిల్‌ను కలిగి ఉంది. ఉత్పత్తి యొక్క ఉపరితల పొరను గుర్తించడానికి హై-రిజల్యూషన్ ట్రాన్స్‌వర్స్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (HR-TEM) ఉపయోగించబడింది. నియంత్రణ ఫిల్మ్‌తో (చిత్రం 2c) పోలిస్తే, LOS పెరోవ్‌స్కైట్ పైన సుమారు 10 nm మందంతో ఒక ఏకరీతి మరియు దట్టమైన పలుచని పొర స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది (చిత్రం 2d). PbC2O4 మరియు FAPbI3 మధ్య ఉన్న ఇంటర్‌ఫేస్‌ను పరిశీలించడానికి హై-యాంగిల్ యాన్యులర్ డార్క్-ఫీల్డ్ స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (HAADF-STEM)ని ఉపయోగించినప్పుడు, FAPbI3 యొక్క స్ఫటికాకార ప్రాంతాలు మరియు PbC2O4 యొక్క నిరాకార ప్రాంతాల ఉనికిని స్పష్టంగా గమనించవచ్చు (సప్లిమెంటరీ ఫిగర్ 8). ఆక్సాలిక్ ఆమ్ల చికిత్స తర్వాత పెరోవ్‌స్కైట్ యొక్క ఉపరితల కూర్పును ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS) కొలతల ద్వారా వర్గీకరించారు, ఇది ఫిగర్స్ 2e–gలో చూపబడింది. ఫిగర్ 2eలో, 284.8 eV మరియు 288.5 eV వద్ద ఉన్న C 1s పీక్స్ వరుసగా నిర్దిష్ట CC మరియు FA సిగ్నల్స్‌కు చెందినవి. కంట్రోల్ మెంబ్రేన్‌తో పోలిస్తే, LOS మెంబ్రేన్ 289.2 eV వద్ద ఒక అదనపు పీక్‌ను ప్రదర్శించింది, ఇది C2O42-కు ఆపాదించబడింది. LOS పెరోవ్‌స్కైట్ యొక్క O 1s స్పెక్ట్రమ్ 531.7 eV, 532.5 eV, మరియు 533.4 eV వద్ద రసాయనికంగా విభిన్నమైన మూడు O 1s శిఖరాలను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇవి వరుసగా డిప్రోటోనేటెడ్ COO, చెక్కుచెదరని ఆక్సలేట్ సమూహాల యొక్క C=O 30 మరియు OH భాగం యొక్క O పరమాణువులకు అనుగుణంగా ఉంటాయి (Fig. 2e). నియంత్రణ నమూనా కోసం, ఒక చిన్న O 1s శిఖరం మాత్రమే గమనించబడింది, దీనిని ఉపరితలంపై రసాయనికంగా శోషించబడిన ఆక్సిజన్‌కు ఆపాదించవచ్చు. Pb 4f7/2 మరియు Pb 4f5/2 యొక్క నియంత్రణ పొర లక్షణాలు వరుసగా 138.4 eV మరియు 143.3 eV వద్ద ఉన్నాయి. LOS పెరోవ్‌స్కైట్ అధిక బంధన శక్తి వైపు Pb శిఖరం యొక్క సుమారు 0.15 eV మార్పును ప్రదర్శిస్తుందని మేము గమనించాము, ఇది C2O42- మరియు Pb పరమాణువుల మధ్య బలమైన పరస్పర చర్యను సూచిస్తుంది (Fig. 2g).
a కంట్రోల్ మరియు b LOS పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ల SEM చిత్రాలు, పై నుండి వీక్షణ. c కంట్రోల్ మరియు d LOS పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ల హై-రిజల్యూషన్ క్రాస్-సెక్షనల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (HR-TEM). e C 1s, f O 1s మరియు g Pb 4f పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ల హై-రిజల్యూషన్ XPS. మూల డేటా, సోర్స్ డేటా ఫైల్స్ రూపంలో అందించబడింది.
DFT ఫలితాల ప్రకారం, VI లోపాలు మరియు I వలసలు α నుండి δ కు దశ పరివర్తనను సులభంగా కలిగిస్తాయని సిద్ధాంతపరంగా అంచనా వేయబడింది. మునుపటి నివేదికలు, ఫిల్మ్‌లను కాంతి మరియు ఉష్ణ ఒత్తిడికి గురిచేసిన తర్వాత ఫోటోఇమ్మర్షన్ సమయంలో PC-ఆధారిత పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ల నుండి I2 వేగంగా విడుదల అవుతుందని చూపించాయి31,32,33. పెరోవ్‌స్కైట్ యొక్క α-దశపై లెడ్ ఆక్సలేట్ యొక్క స్థిరీకరణ ప్రభావాన్ని నిర్ధారించడానికి, మేము నియంత్రణ మరియు LOS పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌లను వరుసగా టోలుయీన్ ఉన్న పారదర్శక గాజు సీసాలలో ముంచి, ఆపై వాటిని 24 గంటల పాటు సూర్యకాంతితో ప్రకాశింపజేశాము. మేము అతినీలలోహిత మరియు దృశ్య కాంతి (UV-Vis) శోషణను కొలిచాము. టోలుయీన్ ద్రావణం, చిత్రం 3aలో చూపిన విధంగా. నియంత్రణ నమూనాతో పోలిస్తే, LOS-పెరోవ్‌స్కైట్ విషయంలో చాలా తక్కువ I2 శోషణ తీవ్రత గమనించబడింది, ఇది కాంతి ఇమ్మర్షన్ సమయంలో పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్ నుండి I2 విడుదలను కాంపాక్ట్ LOS నిరోధించగలదని సూచిస్తుంది. పాతబడిన కంట్రోల్ మరియు LOS పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ల ఫోటోగ్రాఫ్‌లు చిత్రాలు 3b మరియు c యొక్క ఇన్సెట్‌లలో చూపబడ్డాయి. LOS పెరోవ్‌స్కైట్ ఇంకా నల్లగా ఉంది, అయితే కంట్రోల్ ఫిల్మ్‌లో చాలా భాగం పసుపు రంగులోకి మారింది. ముంచిన ఫిల్మ్ యొక్క UV–విజిబుల్ అబ్సార్ప్షన్ స్పెక్ట్రాలు చిత్రాలు 3b, c లలో చూపబడ్డాయి. కంట్రోల్ ఫిల్మ్‌లో α కు సంబంధించిన అబ్సార్ప్షన్ స్పష్టంగా తగ్గిందని మేము గమనించాము. క్రిస్టల్ నిర్మాణం యొక్క పరిణామాన్ని నమోదు చేయడానికి ఎక్స్-రే కొలతలు జరిపబడ్డాయి. 24 గంటల ప్రకాశం తర్వాత, కంట్రోల్ పెరోవ్‌స్కైట్ బలమైన పసుపు δ-ఫేజ్ సిగ్నల్‌ను (11.8°) చూపించింది, అయితే LOS పెరోవ్‌స్కైట్ ఇంకా మంచి నలుపు ఫేజ్‌ను కొనసాగించింది (చిత్రం 3d).
24 గంటల పాటు 1 అంగుళం సూర్యరశ్మి కింద కంట్రోల్ ఫిల్మ్ మరియు LOS ఫిల్మ్‌ను ముంచిన టోలుయీన్ ద్రావణాల యొక్క UV-విజిబుల్ శోషణ స్పెక్ట్రా. ఇన్సెట్, ప్రతి ఫిల్మ్‌ను సమాన పరిమాణంలో టోలుయీన్‌లో ముంచిన ఒక సీసాను చూపుతుంది. బి. 1 అంగుళం సూర్యరశ్మి కింద 24 గంటల పాటు ముంచడానికి ముందు మరియు తర్వాత కంట్రోల్ ఫిల్మ్ మరియు సి. LOS ఫిల్మ్ యొక్క UV-విస్ శోషణ స్పెక్ట్రా. ఇన్సెట్, టెస్ట్ ఫిల్మ్ యొక్క ఫోటోగ్రాఫ్‌ను చూపుతుంది. డి. 24 గంటల ఎక్స్‌పోజర్‌కు ముందు మరియు తర్వాత కంట్రోల్ మరియు LOS ఫిల్మ్‌ల యొక్క ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ నమూనాలు. ఇ. 24 గంటల ఎక్స్‌పోజర్ తర్వాత కంట్రోల్ ఫిల్మ్ మరియు ఎఫ్. LOS ఫిల్మ్ యొక్క SEM చిత్రాలు. సోర్స్ డేటా, సోర్స్ డేటా ఫైల్స్ రూపంలో అందించబడింది.
24 గంటల ప్రకాశం తర్వాత పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్ యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణ మార్పులను గమనించడానికి మేము స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (SEM) కొలతలను నిర్వహించాము, ఇది చిత్రాలు 3e,f లో చూపబడింది. నియంత్రణ ఫిల్మ్‌లో, పెద్ద కణాలు నాశనమై చిన్న సూదులుగా మారాయి, ఇది δ-ఫేజ్ ఉత్పత్తి FAPbI3 యొక్క స్వరూపానికి అనుగుణంగా ఉంది (చిత్రం 3e). LOS ఫిల్మ్‌ల కోసం, పెరోవ్‌స్కైట్ కణాలు మంచి స్థితిలో ఉన్నాయి (చిత్రం 3f). I నష్టం నలుపు ఫేజ్ నుండి పసుపు ఫేజ్‌కు పరివర్తనను గణనీయంగా ప్రేరేపిస్తుందని, అయితే PbC2O4 నలుపు ఫేజ్‌ను స్థిరీకరించి, I నష్టాన్ని నివారిస్తుందని ఫలితాలు నిర్ధారించాయి. ఉపరితలంపై ఖాళీల సాంద్రత కణం లోపలి భాగం కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉన్నందున,34 ఈ ఫేజ్ కణం యొక్క ఉపరితలంపై సంభవించే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంది. ఏకకాలంలో అయోడిన్‌ను విడుదల చేస్తూ VI ని ఏర్పరుస్తుంది. DFT ద్వారా అంచనా వేయబడినట్లుగా, LOS VI లోపాల ఏర్పాటును నిరోధించగలదు మరియు I అయాన్లు పెరోవ్‌స్కైట్ ఉపరితలానికి వలస వెళ్ళకుండా నిరోధించగలదు.
అదనంగా, వాతావరణ గాలిలో (సాపేక్ష ఆర్ద్రత 30-60%) పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ల తేమ నిరోధకతపై PbC2O4 పొర ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేశారు. అనుబంధ చిత్రం 9లో చూపినట్లుగా, LOS పెరోవ్‌స్కైట్ 12 రోజుల తర్వాత కూడా నల్లగా ఉంది, అయితే కంట్రోల్ ఫిల్మ్ పసుపు రంగులోకి మారింది. XRD కొలతలలో, కంట్రోల్ ఫిల్మ్ FAPbI3 యొక్క δ దశకు అనుగుణంగా 11.8° వద్ద బలమైన శిఖరాన్ని చూపిస్తుంది, అయితే LOS పెరోవ్‌స్కైట్ నల్లని α దశను బాగా నిలుపుకుంది (అనుబంధ చిత్రం 10).
పెరోవ్‌స్కైట్ ఉపరితలంపై లెడ్ ఆక్సలేట్ యొక్క పాసివేషన్ ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి స్థిర-స్థితి ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ (PL) మరియు కాల-విశ్లేషిత ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ (TRPL) లను ఉపయోగించారు. పటం 4a, LOS ఫిల్మ్ పెరిగిన PL తీవ్రతను కలిగి ఉందని చూపిస్తుంది. PL మ్యాపింగ్ చిత్రంలో, 10 × 10 μm2 మొత్తం వైశాల్యంలో LOS ఫిల్మ్ యొక్క తీవ్రత కంట్రోల్ ఫిల్మ్ కంటే ఎక్కువగా ఉంది (అనుబంధ పటం 11), ఇది PbC2O4 పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ను ఏకరీతిగా పాసివేట్ చేస్తుందని సూచిస్తుంది. TRPL క్షయాన్ని ఒకే ఎక్స్‌పోనెన్షియల్ ఫంక్షన్‌తో ఉజ్జాయింపు చేయడం ద్వారా క్యారియర్ జీవితకాలం నిర్ణయించబడింది (పటం 4b). LOS ఫిల్మ్ యొక్క క్యారియర్ జీవితకాలం 5.2 μs, ఇది 0.9 μs క్యారియర్ జీవితకాలం ఉన్న కంట్రోల్ ఫిల్మ్ కంటే చాలా ఎక్కువ, ఇది ఉపరితల నాన్‌రేడియేటివ్ రీకాంబినేషన్ తగ్గడాన్ని సూచిస్తుంది.
గాజు సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ల యొక్క స్థిర-స్థితి PL మరియు తాత్కాలిక PL యొక్క b-స్పెక్ట్రాలు. c పరికరం యొక్క SP వక్రం (FTO/TiO2/SnO2/పెరోవ్‌స్కైట్/స్పైరో-OMeTAD/Au). d అత్యంత సమర్థవంతమైన పరికరం నుండి సమీకరించబడిన EQE స్పెక్ట్రం మరియు Jsc EQE స్పెక్ట్రం. d Voc రేఖాచిత్రంపై పెరోవ్‌స్కైట్ పరికరం యొక్క కాంతి తీవ్రత ఆధారపడటం. f ITO/PEDOT:PSS/పెరోవ్‌స్కైట్/PCBM/Au క్లీన్ హోల్ పరికరాన్ని ఉపయోగించి సాధారణ MKRC విశ్లేషణ. VTFL అనేది గరిష్ట ట్రాప్ ఫిల్లింగ్ వోల్టేజ్. ఈ డేటా నుండి మేము ట్రాప్ సాంద్రతను (Nt) లెక్కించాము. మూల డేటా, సోర్స్ డేటా ఫైల్స్ రూపంలో అందించబడింది.
పరికర పనితీరుపై లెడ్ ఆక్సలేట్ పొర ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి, సాంప్రదాయ FTO/TiO2/SnO2/పెరోవ్‌స్కైట్/స్పైరో-OMeTAD/Au కాంటాక్ట్ నిర్మాణాన్ని ఉపయోగించారు. మెరుగైన పరికర పనితీరును సాధించడానికి, మేము మిథైలమైన్ హైడ్రోక్లోరైడ్ (MACl)కు బదులుగా పెరోవ్‌స్కైట్ ప్రికర్సర్‌కు సంకలితంగా ఫార్మామిడిన్ క్లోరైడ్ (FACl)ను ఉపయోగిస్తాము, ఎందుకంటే FACl మెరుగైన క్రిస్టల్ నాణ్యతను అందిస్తుంది మరియు FAPbI335 యొక్క బ్యాండ్ గ్యాప్‌ను నివారిస్తుంది (వివరణాత్మక పోలిక కోసం అనుబంధ చిత్రాలు 1 మరియు 2 చూడండి). 12-14). డైఇథైల్ ఈథర్ (DE) లేదా క్లోరోబెంజీన్ (CB)36తో పోలిస్తే పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌లలో మెరుగైన క్రిస్టల్ నాణ్యత మరియు ప్రాధాన్య ధోరణిని అందిస్తుంది కాబట్టి IPAను యాంటీసాల్వెంట్‌గా ఎంచుకున్నారు (అనుబంధ చిత్రాలు 15 మరియు 16). ఆక్సాలిక్ ఆమ్ల గాఢతను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా లోప ​​నిష్క్రియం మరియు ఛార్జ్ రవాణాను బాగా సమతుల్యం చేయడానికి PbC2O4 మందాన్ని జాగ్రత్తగా ఆప్టిమైజ్ చేశారు (అనుబంధ చిత్రం 17). ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన కంట్రోల్ మరియు LOS పరికరాల క్రాస్-సెక్షనల్ SEM చిత్రాలు అనుబంధ చిత్రం 18లో చూపబడ్డాయి. కంట్రోల్ మరియు LOS పరికరాల కోసం సాధారణ కరెంట్ డెన్సిటీ (CD) వక్రతలు చిత్రం 4cలో చూపబడ్డాయి, మరియు సంగ్రహించబడిన పారామితులు అనుబంధ పట్టిక 3లో ఇవ్వబడ్డాయి. గరిష్ట పవర్ కన్వర్షన్ ఎఫిషియెన్సీ (PCE) కంట్రోల్ సెల్స్ 23.43% (22.94%), Jsc 25.75 mA cm-2 (25.74 mA cm-2), Voc 1.16 V (1.16 V) మరియు రివర్స్ (ఫార్వర్డ్) స్కాన్. ఫిల్ ఫ్యాక్టర్ (FF) 78.40% (76.69%). గరిష్ట PCE LOS PSC 25.39% (24.79%), Jsc 25.77 mA cm-2, Voc 1.18 V, FF 83.50% (81.52%) రివర్స్ (ఫార్వర్డ్ స్కాన్ నుండి). LOS పరికరం ఒక విశ్వసనీయమైన థర్డ్-పార్టీ ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్రయోగశాలలో 24.92% ధృవీకరించబడిన ఫోటోవోల్టాయిక్ పనితీరును సాధించింది (అనుబంధ చిత్రం 19). బాహ్య క్వాంటం సామర్థ్యం (EQE) వరుసగా 24.90 mA cm-2 (కంట్రోల్) మరియు 25.18 mA cm-2 (LOS PSC) యొక్క సమీకృత Jscని ఇచ్చింది, ఇది ప్రామాణిక AM 1.5 G స్పెక్ట్రమ్‌లో కొలవబడిన Jscతో బాగా సరిపోయింది (చిత్రం 4d). కంట్రోల్ మరియు LOS PSCల కోసం కొలవబడిన PCEల గణాంక పంపిణీ అనుబంధ చిత్రం 20లో చూపబడింది.
పటం 4eలో చూపిన విధంగా, ట్రాప్-సహాయక ఉపరితల పునఃసంయోగంపై PbC2O4 ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి Voc మరియు కాంతి తీవ్రత మధ్య సంబంధాన్ని లెక్కించారు. LOS పరికరం కోసం అమర్చిన రేఖ యొక్క వాలు 1.16 kBT/sq, ఇది నియంత్రణ పరికరం కోసం అమర్చిన రేఖ యొక్క వాలు (1.31 kBT/sq) కంటే తక్కువగా ఉంది, ఇది డెకాయ్‌ల ద్వారా ఉపరితల పునఃసంయోగాన్ని నిరోధించడానికి LOS ఉపయోగకరంగా ఉందని నిర్ధారిస్తుంది. పటం 4fలో చూపిన విధంగా, ఒక హోల్ పరికరం (ITO/PEDOT:PSS/perovskite/spiro-OMeTAD/Au) యొక్క డార్క్ IV లక్షణాన్ని కొలవడం ద్వారా, పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్ యొక్క లోప సాంద్రతను పరిమాణాత్మకంగా కొలవడానికి మేము స్పేస్ ఛార్జ్ కరెంట్ లిమిటింగ్ (SCLC) సాంకేతికతను ఉపయోగిస్తాము. ట్రాప్ సాంద్రతను Nt = 2ε0εVTFL/eL2 అనే సూత్రం ద్వారా లెక్కిస్తారు, ఇక్కడ ε అనేది పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్ యొక్క సాపేక్ష విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం, ε0 అనేది వాక్యూమ్ యొక్క విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం, VTFL అనేది ట్రాప్‌ను నింపడానికి పరిమిత వోల్టేజ్, e అనేది ఆవేశం, L అనేది పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్ యొక్క మందం (650 nm). VOC పరికరం యొక్క లోప సాంద్రత 1.450 × 1015 cm–3 గా లెక్కించబడింది, ఇది నియంత్రణ పరికరం యొక్క లోప సాంద్రత అయిన 1.795 × 1015 cm–3 కంటే తక్కువ.
ప్యాకేజీ చేయని పరికరాన్ని, దాని దీర్ఘకాలిక పనితీరు స్థిరత్వాన్ని పరిశీలించడానికి, పూర్తి పగటి వెలుతురులో నైట్రోజన్ వాతావరణంలో గరిష్ట శక్తి బిందువు (MPP) వద్ద పరీక్షించారు (పటం 5a). 550 గంటల తర్వాత, LOS పరికరం దాని గరిష్ట సామర్థ్యంలో 92% ని ఇంకా నిలుపుకుంది, అయితే నియంత్రణ పరికరం పనితీరు దాని అసలు పనితీరులో 60% కి పడిపోయింది. పాత పరికరంలోని మూలకాల పంపిణీని టైమ్-ఆఫ్-ఫ్లైట్ సెకండరీ అయాన్ మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ (ToF-SIMS) ద్వారా కొలిచారు (పటం 5b, c). పై బంగారు నియంత్రణ ప్రాంతంలో అయోడిన్ అధికంగా పేరుకుపోవడాన్ని గమనించవచ్చు. జడ వాయు రక్షణ పరిస్థితులు తేమ మరియు ఆక్సిజన్ వంటి పర్యావరణ క్షీణత కారకాలను మినహాయిస్తాయి, ఇది అంతర్గత యంత్రాంగాలు (అంటే, అయాన్ వలస) కారణమని సూచిస్తుంది. ToF-SIMS ఫలితాల ప్రకారం, Au ఎలక్ట్రోడ్‌లో I- మరియు AuI2- అయాన్లు కనుగొనబడ్డాయి, ఇది పెరోవ్‌స్కైట్ నుండి Au లోకి అయోడిన్ వ్యాప్తిని సూచిస్తుంది. నియంత్రణ పరికరంలో I- మరియు AuI2- అయాన్ల సిగ్నల్ తీవ్రత VOC నమూనా కంటే సుమారు 10 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంది. అయాన్ ప్రవేశం స్పైరో-OMeTAD యొక్క హోల్ వాహకతలో వేగవంతమైన తగ్గుదలకు మరియు పై ఎలక్ట్రోడ్ పొర యొక్క రసాయన క్షయానికి దారితీస్తుందని, తద్వారా పరికరంలో ఇంటర్‌ఫేషియల్ కాంటాక్ట్‌ను క్షీణింపజేస్తుందని మునుపటి నివేదికలు చూపించాయి37,38. Au ఎలక్ట్రోడ్‌ను తొలగించి, క్లోరోబెంజీన్ ద్రావణంతో సబ్‌స్ట్రేట్ నుండి స్పైరో-OMeTAD పొరను శుభ్రం చేసాము. ఆ తర్వాత మేము గ్రేజింగ్ ఇన్సిడెన్స్ ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ (GIXRD) (పటం 5d) ఉపయోగించి ఫిల్మ్‌ను వర్గీకరించాము. ఫలితాలు కంట్రోల్ ఫిల్మ్‌లో 11.8° వద్ద స్పష్టమైన డిఫ్రాక్షన్ శిఖరం ఉందని, అయితే LOS నమూనాలో కొత్త డిఫ్రాక్షన్ శిఖరం ఏదీ కనిపించలేదని చూపిస్తున్నాయి. కంట్రోల్ ఫిల్మ్‌లో I అయాన్‌ల అధిక నష్టాలు δ దశ యొక్క ఉత్పత్తికి దారితీస్తాయని, అయితే LOS ఫిల్మ్‌లో ఈ ప్రక్రియ స్పష్టంగా నిరోధించబడిందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.
నైట్రోజన్ వాతావరణంలో మరియు UV ఫిల్టర్ లేకుండా 1 గంట సూర్యకాంతిలో, సీల్ చేయని పరికరం యొక్క 575 గంటల నిరంతర MPP ట్రాకింగ్. LOS MPP నియంత్రణ పరికరం మరియు ఏజింగ్ పరికరంలో b I- మరియు c AuI2- అయాన్ల ToF-SIMS పంపిణీ. పసుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నారింజ రంగుల ఛాయలు వరుసగా Au, స్పైరో-OMeTAD మరియు పెరోవ్‌స్కైట్‌కు అనుగుణంగా ఉంటాయి. d MPP పరీక్ష తర్వాత పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్ యొక్క GIXRD. మూల డేటా, సోర్స్ డేటా ఫైల్స్ రూపంలో అందించబడింది.
PbC2O4 అయాన్ వలసను నిరోధించగలదని నిర్ధారించడానికి ఉష్ణోగ్రత-ఆధారిత వాహకతను కొలిచారు (అనుబంధ చిత్రం 21). అయాన్ వలస యొక్క క్రియాశీలక శక్తిని (Ea), వివిధ ఉష్ణోగ్రతల (T) వద్ద FAPbI3 ఫిల్మ్ యొక్క వాహకత (σ) లోని మార్పును కొలవడం ద్వారా మరియు నెర్న్‌స్ట్-ఐన్‌స్టీన్ సంబంధాన్ని ఉపయోగించి నిర్ణయిస్తారు: σT = σ0exp(−Ea/kBT), ఇక్కడ σ0 ఒక స్థిరాంకం, kB బోల్ట్జ్‌మాన్ స్థిరాంకం. మేము ln(σT) వర్సెస్ 1/T యొక్క వాలు నుండి Ea విలువను పొందుతాము, ఇది నియంత్రణకు 0.283 eV మరియు LOS పరికరానికి 0.419 eV.
సంక్షిప్తంగా, FAPbI3 పెరోవ్‌స్కైట్ యొక్క క్షీణత మార్గాన్ని గుర్తించడానికి మరియు α-δ దశ పరివర్తన యొక్క శక్తి అవరోధంపై వివిధ లోపాల ప్రభావాన్ని తెలుసుకోవడానికి మేము ఒక సైద్ధాంతిక చట్రాన్ని అందిస్తున్నాము. ఈ లోపాలలో, VI లోపాలు α నుండి δ కు దశ పరివర్తనను సులభంగా కలిగిస్తాయని సైద్ధాంతికంగా అంచనా వేయబడింది. I ఖాళీల ఏర్పాటును మరియు I అయాన్ల వలసను నిరోధించడం ద్వారా FAPbI3 యొక్క α-దశను స్థిరీకరించడానికి, నీటిలో కరగని మరియు రసాయనికంగా స్థిరమైన PbC2O4 యొక్క దట్టమైన పొరను ప్రవేశపెట్టబడింది. ఈ వ్యూహం ఇంటర్‌ఫేషియల్ నాన్-రేడియేటివ్ రీకాంబినేషన్‌ను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది, సోలార్ సెల్ సామర్థ్యాన్ని 25.39%కి పెంచుతుంది మరియు ఆపరేటింగ్ స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. మా ఫలితాలు, లోపాల వల్ల ప్రేరేపించబడిన α నుండి δ దశ పరివర్తనను నిరోధించడం ద్వారా సమర్థవంతమైన మరియు స్థిరమైన ఫార్మామిడిన్ PSCలను సాధించడానికి మార్గదర్శకత్వాన్ని అందిస్తాయి.
టైటానియం(IV) ఐసోప్రొపాక్సైడ్ (TTIP, 99.999%)ను సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్ నుండి కొనుగోలు చేశారు. హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం (HCl, 35.0–37.0%) మరియు ఇథనాల్ (నిర్జల)లను గ్వాంగ్‌జౌ కెమికల్ ఇండస్ట్రీ నుండి కొనుగోలు చేశారు. SnO2 (15 wt% టిన్(IV) ఆక్సైడ్ కొల్లాయిడల్ డిస్పర్షన్)ను ఆల్ఫా ఏసర్ నుండి కొనుగోలు చేశారు. లెడ్(II) అయోడైడ్ (PbI2, 99.99%)ను TCI షాంఘై (చైనా) నుండి కొనుగోలు చేశారు. ఫార్మామిడిన్ అయోడైడ్ (FAI, ≥99.5%), ఫార్మామిడిన్ క్లోరైడ్ (FACl, ≥99.5%), మిథైలమైన్ హైడ్రోక్లోరైడ్ (MACl, ≥99.5%), 2,2′,7,7′-టెట్రాకిస్-(N,N-డై-p))-మెథాక్సీఅనిలిన్)-9,9′-స్పైరోబైఫ్లూరిన్ (స్పైరో-OMeTAD, ≥99.5%), లిథియం బిస్(ట్రైఫ్లోరోమీథేన్)సల్ఫోనిలిమైడ్ (Li-TFSI, 99.95%), 4-టెర్ట్-బ్యూటైల్‌పైరిడిన్ (tBP, 96%) లను జియాన్ పాలిమర్ లైట్ టెక్నాలజీ కంపెనీ (చైనా) నుండి కొనుగోలు చేయడం జరిగింది. N,N-డైమిథైల్‌ఫార్మామైడ్ (DMF, 99.8%), డైమిథైల్ సల్ఫాక్సైడ్ (DMSO, 99.9%), ఐసోప్రొపైల్ ఆల్కహాల్ (IPA, 99.8%), క్లోరోబెంజీన్ (CB, 99.8%), ఎసిటోనైట్రైల్ (ACN). సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్ నుండి కొనుగోలు చేయబడ్డాయి. ఆక్సాలిక్ ఆమ్లం (H2C2O4, 99.9%) మాక్లిన్ నుండి కొనుగోలు చేయబడింది. అన్ని రసాయనాలను ఎటువంటి ఇతర మార్పులు చేయకుండా, ఉన్నవి ఉన్నట్లుగానే ఉపయోగించారు.
ITO లేదా FTO సబ్‌స్ట్రేట్‌లను (1.5 × 1.5 cm2) వరుసగా డిటర్జెంట్, అసిటోన్ మరియు ఇథనాల్‌తో 10 నిమిషాల పాటు అల్ట్రాసోనిక్‌గా శుభ్రపరిచి, ఆపై నైట్రోజన్ ప్రవాహం కింద ఆరబెట్టారు. 500 °C వద్ద 60 నిమిషాల పాటు డిపాజిట్ చేయబడిన ఇథనాల్‌లోని టైటానియం డైసోప్రోపాక్సీబిస్(అసిటైల్అసిటోనేట్) ద్రావణాన్ని (1/25, v/v) ఉపయోగించి FTO సబ్‌స్ట్రేట్‌పై దట్టమైన TiO2 అవరోధ పొరను డిపాజిట్ చేశారు. SnO2 కొల్లాయిడల్ డిస్పర్షన్‌ను 1:5 ఘనపరిమాణ నిష్పత్తిలో డీయోనైజ్డ్ నీటితో పలుచబరిచారు. 20 నిమిషాల పాటు UV ఓజోన్‌తో శుద్ధి చేయబడిన శుభ్రమైన సబ్‌స్ట్రేట్‌పై, SnO2 నానోపార్టికల్స్ యొక్క పలుచని పొరను 4000 rpm వద్ద 30 సెకన్ల పాటు డిపాజిట్ చేసి, ఆపై 150 °C వద్ద 30 నిమిషాల పాటు ముందుగా వేడి చేశారు. పెరోవ్‌స్కైట్ ప్రికర్సర్ ద్రావణం కోసం, 275.2 mg FAI, 737.6 mg PbI2 మరియు FACl (20 mol%) లను DMF/DMSO (15/1) మిశ్రమ ద్రావణిలో కరిగించారు. UV-ఓజోన్‌తో శుద్ధి చేసిన SnO2 పొరపై 40 μL పెరోవ్‌స్కైట్ ప్రికర్సర్ ద్రావణాన్ని వేసి, పరిసర గాలిలో 25 సెకన్ల పాటు 5000 rpm వద్ద సెంట్రిఫ్యూజ్ చేయడం ద్వారా పెరోవ్‌స్కైట్ పొరను తయారు చేశారు. చివరిసారి సెంట్రిఫ్యూజ్ చేసిన 5 సెకన్ల తర్వాత, యాంటీసాల్వెంట్‌గా 50 μL MACl IPA ద్రావణాన్ని (4 mg/mL) సబ్‌స్ట్రేట్‌పై వేగంగా వేశారు. ఆ తర్వాత, తాజాగా తయారుచేసిన ఫిల్మ్‌లను 150°C వద్ద 20 నిమిషాలు, ఆపై 100°C వద్ద 10 నిమిషాలు ఎనీల్ చేశారు. పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ను గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరిచిన తర్వాత, పెరోవ్‌స్కైట్ ఉపరితలాన్ని పాసివేట్ చేయడానికి H2C2O4 ద్రావణాన్ని (1 mL IPAలో 1, 2, 4 mg చొప్పున కరిగించి) 30 సెకన్ల పాటు 4000 rpm వద్ద సెంట్రిఫ్యూజ్ చేశారు. 72.3 mg స్పైరో-OMeTAD, 1 ml CB, 27 µl tBP మరియు 17.5 µl Li-TFSI (1 ml అసిటోనైట్రిల్‌లో 520 mg)లను కలిపి తయారుచేసిన స్పైరో-OMeTAD ద్రావణాన్ని 30 సెకన్లలోపు 4000 rpm వద్ద ఫిల్మ్‌పై స్పిన్-కోట్ చేశారు. చివరగా, 100 nm మందం గల Au పొరను వాక్యూమ్‌లో 0.05 nm/s (0~1 nm), 0.1 nm/s (2~15 nm) మరియు 0.5 nm/s (16~100 nm) రేట్ల వద్ద ఎవాపరేట్ చేశారు.
పెరోవ్‌స్కైట్ సోలార్ సెల్స్ యొక్క SC పనితీరును కీత్లీ 2400 మీటర్‌ను ఉపయోగించి, 100 mW/cm2 కాంతి తీవ్రత వద్ద సోలార్ సిమ్యులేటర్ ప్రకాశం (SS-X50) కింద కొలిచారు మరియు క్రమాంకనం చేయబడిన ప్రామాణిక సిలికాన్ సోలార్ సెల్స్‌ను ఉపయోగించి ధృవీకరించారు. ప్రత్యేకంగా పేర్కొనకపోతే, SP వక్రతలను గది ఉష్ణోగ్రత (~25°C) వద్ద నైట్రోజన్ నింపిన గ్లోవ్ బాక్స్‌లో ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ స్కాన్ మోడ్‌లలో (వోల్టేజ్ స్టెప్ 20 mV, డిలే టైమ్ 10 ms) కొలిచారు. కొలిచిన PSC కోసం 0.067 cm2 ప్రభావవంతమైన వైశాల్యాన్ని నిర్ధారించడానికి షాడో మాస్క్‌ను ఉపయోగించారు. EQE కొలతలను పరిసర గాలిలో PVE300-IVT210 సిస్టమ్ (ఇండస్ట్రియల్ విజన్ టెక్నాలజీ(లు) Pte Ltd) ఉపయోగించి, పరికరంపై కేంద్రీకరించిన ఏకవర్ణ కాంతితో నిర్వహించారు. పరికర స్థిరత్వం కోసం, నాన్-ఎన్‌క్యాప్సులేటెడ్ సోలార్ సెల్స్ పరీక్షను UV ఫిల్టర్ లేకుండా 100 mW/cm2 పీడనం వద్ద నైట్రోజన్ గ్లోవ్‌బాక్స్‌లో నిర్వహించారు. PHI nanoTOFII టైమ్-ఆఫ్-ఫ్లైట్ SIMS ఉపయోగించి ToF-SIMS కొలవబడింది. 400×400 µm వైశాల్యం గల 4 kV Ar అయాన్ గన్‌ను ఉపయోగించి డెప్త్ ప్రొఫైలింగ్ పొందబడింది.
5.0 × 10–7 Pa పీడనం వద్ద, మోనోక్రోమాటైజ్డ్ Al Kα (XPS మోడ్ కోసం) ఉపయోగించి, థర్మో-VG సైంటిఫిక్ సిస్టమ్ (ESCALAB 250) పై ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS) కొలతలు జరిపారు. JEOL-JSM-6330F సిస్టమ్‌పై స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (SEM) నిర్వహించబడింది. పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌ల ఉపరితల స్వరూపం మరియు గరుకుదనాన్ని అటామిక్ ఫోర్స్ మైక్రోస్కోపీ (AFM) (బ్రూకర్ డైమెన్షన్ ఫాస్ట్‌స్కాన్) ఉపయోగించి కొలిచారు. STEM మరియు HAADF-STEM లను FEI టైటాన్ థెమిస్ STEM వద్ద ఉంచారు. UV-3600Plus (షిమాడ్జు కార్పొరేషన్) ఉపయోగించి UV–Vis శోషణ స్పెక్ట్రాలను కొలిచారు. కీత్లీ 2400 మీటర్‌పై స్పేస్ ఛార్జ్ లిమిటింగ్ కరెంట్ (SCLC) రికార్డ్ చేయబడింది. FLS 1000 ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ స్పెక్ట్రోమీటర్‌ను ఉపయోగించి స్థిర-స్థితి ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ (PL) మరియు క్యారియర్ జీవితకాల క్షీణత యొక్క టైమ్-రిసాల్వ్డ్ ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ (TRPL) లను కొలిచారు. హోరిబా ల్యాబ్‌రామ్ రామన్ సిస్టమ్ హెచ్‌ఆర్ ఎవల్యూషన్‌ను ఉపయోగించి పిఎల్ మ్యాపింగ్ చిత్రాలను కొలిచారు. థర్మో-ఫిషర్ నికోలెట్ ఎన్‌ఎక్స్ఆర్ 9650 సిస్టమ్‌ను ఉపయోగించి ఫోరియర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (ఎఫ్‌టిఐఆర్)ని నిర్వహించారు.
ఈ పనిలో, మేము α-దశ నుండి δ-దశకు జరిగే దశ పరివర్తన మార్గాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి SSW మార్గ నమూనా పద్ధతిని ఉపయోగిస్తాము. SSW పద్ధతిలో, పొటెన్షియల్ ఎనర్జీ ఉపరితలం యొక్క చలనం యాదృచ్ఛిక సాఫ్ట్ మోడ్ (రెండవ డెరివేటివ్) యొక్క దిశ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, ఇది పొటెన్షియల్ ఎనర్జీ ఉపరితలం యొక్క వివరణాత్మక మరియు నిష్పాక్షిక అధ్యయనాన్ని అనుమతిస్తుంది. ఈ పనిలో, 72-పరమాణువుల సూపర్ సెల్‌పై మార్గ నమూనా నిర్వహించబడుతుంది మరియు DFT స్థాయిలో 100 కంటే ఎక్కువ ప్రారంభ/తుది స్థితి (IS/FS) జతలు సేకరించబడ్డాయి. IS/FS జతల వారీ డేటా సెట్ ఆధారంగా, పరమాణువుల మధ్య అనుగుణ్యతతో ప్రారంభ నిర్మాణం మరియు తుది నిర్మాణాన్ని కలిపే మార్గాన్ని నిర్ణయించవచ్చు, ఆపై పరివర్తన స్థితిని సున్నితంగా నిర్ణయించే పద్ధతి (VK-DESV) కోసం వేరియబుల్ యూనిట్ ఉపరితలం వెంబడి రెండు-మార్గాల కదలికను ఉపయోగిస్తారు. పరివర్తన స్థితిని శోధించిన తర్వాత, శక్తి అవరోధాలను ర్యాంక్ చేయడం ద్వారా అతి తక్కువ అవరోధం ఉన్న మార్గాన్ని నిర్ణయించవచ్చు.
అన్ని DFT గణనలు VASP (వెర్షన్ 5.3.5) ఉపయోగించి నిర్వహించబడ్డాయి, దీనిలో C, N, H, Pb, మరియు I పరమాణువుల ఎలక్ట్రాన్-అయాన్ పరస్పర చర్యలు ప్రొజెక్టెడ్ యాంప్లిఫైడ్ వేవ్ (PAW) స్కీమ్ ద్వారా సూచించబడ్డాయి. ఎక్స్ఛేంజ్ కోరిలేషన్ ఫంక్షన్, పెర్డ్యూ-బర్క్-ఎర్న్‌జెహాఫ్ పారామీటరైజేషన్‌లో జనరలైజ్డ్ గ్రేడియంట్ అప్రాక్సిమేషన్ ద్వారా వివరించబడింది. ప్లేన్ వేవ్‌ల కోసం శక్తి పరిమితి 400 eVగా సెట్ చేయబడింది. మాంక్‌హోర్స్ట్-ప్యాక్ k-పాయింట్ గ్రిడ్ పరిమాణం (2 × 2 × 1). అన్ని నిర్మాణాల కోసం, గరిష్ట స్ట్రెస్ కాంపోనెంట్ 0.1 GPa కంటే తక్కువగా మరియు గరిష్ట ఫోర్స్ కాంపోనెంట్ 0.02 eV/Å కంటే తక్కువగా ఉండే వరకు లాటిస్ మరియు అణు స్థానాలు పూర్తిగా ఆప్టిమైజ్ చేయబడ్డాయి. సర్ఫేస్ మోడల్‌లో, FAPbI3 యొక్క ఉపరితలం 4 పొరలను కలిగి ఉంటుంది, దిగువ పొరలో FAPbI3 యొక్క బాడీని అనుకరించే స్థిరమైన పరమాణువులు ఉంటాయి, మరియు పై మూడు పొరలు ఆప్టిమైజేషన్ ప్రక్రియలో స్వేచ్ఛగా కదలగలవు. PbC2O4 పొర 1 ML మందంతో FAPbI3 యొక్క I-టెర్మినల్ ఉపరితలంపై ఉంటుంది, ఇక్కడ Pb 1 I మరియు 4 O లకు బంధించబడి ఉంటుంది.
అధ్యయన రూపకల్పన గురించి మరింత సమాచారం కోసం, ఈ వ్యాసానికి సంబంధించిన నేచురల్ పోర్ట్‌ఫోలియో రిపోర్ట్ అబ్‌స్ట్రాక్ట్‌ను చూడండి.
ఈ అధ్యయనంలో పొందిన లేదా విశ్లేషించిన మొత్తం డేటా ప్రచురించిన వ్యాసంలో, అలాగే సహాయక సమాచారం మరియు ముడి డేటా ఫైల్‌లలో చేర్చబడింది. ఈ అధ్యయనంలో సమర్పించిన ముడి డేటా https://doi.org/10.6084/m9.figshare.2410016440 వద్ద అందుబాటులో ఉంది. ఈ వ్యాసం కోసం మూల డేటా అందించబడింది.
గ్రీన్, M. మరియు ఇతరులు. సోలార్ సెల్ సామర్థ్య పట్టికలు (57వ ఎడిషన్). ప్రోగ్రామ్. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్. రిసోర్స్. అప్లికేషన్. 29, 3–15 (2021).
పార్కర్ జె. మరియు ఇతరులు. అస్థిర ఆల్కైల్ అమ్మోనియం క్లోరైడ్‌లను ఉపయోగించి పెరోవ్‌స్కైట్ పొరల పెరుగుదలను నియంత్రించడం. నేచర్ 616, 724–730 (2023).
జావో వై. మరియు ఇతరులు. క్రియారహిత (PbI2)2RbCl అధిక-సామర్థ్యం గల సౌర కణాల కోసం పెరోవ్‌స్కైట్ ఫిల్మ్‌లను స్థిరీకరిస్తుంది. సైన్స్ 377, 531–534 (2022).
టాన్, కె. మరియు ఇతరులు. డైమిథైలాక్రిడినిల్ డోపెంట్‌ను ఉపయోగించి ఇన్వర్టెడ్ పెరోవ్‌స్కైట్ సోలార్ సెల్స్. నేచర్, 620, 545–551 (2023).
హాన్, కె. మరియు ఇతరులు. సింగిల్ క్రిస్టలైన్ ఫార్మామిడిన్ లెడ్ అయోడైడ్ (FAPbI3): నిర్మాణాత్మక, ఆప్టికల్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ లక్షణాలపై అంతర్దృష్టులు. అడ్వర్బ్. మాట్. 28, 2253–2258 (2016).
మాస్సీ, ఎస్. మరియు ఇతరులు. FAPbI3 మరియు CsPbI3 లలో బ్లాక్ పెరోవ్‌స్కైట్ దశ యొక్క స్థిరీకరణ. AKS ఎనర్జీ కమ్యూనికేషన్స్. 5, 1974–1985 (2020).
యు, జె.జె., మరియు ఇతరులు. మెరుగైన క్యారియర్ నిర్వహణ ద్వారా సమర్థవంతమైన పెరోవ్‌స్కైట్ సౌర కణాలు. నేచర్ 590, 587–593 (2021).
సలీబా ఎం. మరియు ఇతరులు. పెరోవ్‌స్కైట్ సౌర ఘటాలలో రుబీడియం కాటయాన్‌లను చేర్చడం ఫోటోవోల్టాయిక్ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది. సైన్స్ 354, 206–209 (2016).
సలీబా M. మరియు ఇతరులు. ట్రిపుల్-కేషన్ పెరోవ్‌స్కైట్ సీసియం సౌర కణాలు: మెరుగైన స్థిరత్వం, పునరుత్పత్తి మరియు అధిక సామర్థ్యం. ఎనర్జీ ఎన్విరాన్‌మెంట్. ది సైన్స్. 9, 1989–1997 (2016).
Cui X. et al. Recent advances in FAPbI3 phase stabilization in high-performance perovskite solar cells Sol. RRL 6, 2200497 (2022).
డెలాగెట్టా ఎస్. మరియు ఇతరులు. మిశ్రమ హాలైడ్ సేంద్రీయ-అకర్బన పెరోవ్‌స్కైట్‌ల యొక్క హేతుబద్ధీకరించబడిన ఫోటోప్రేరిత దశ విభజన. నాట్. కమ్యూనికేట్. 8, 200 (2017).
స్లాట్‌కావేజ్, డిజె మరియు ఇతరులు. హాలైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్ శోషకాలలో కాంతి-ప్రేరిత దశ విభజన. AKS ఎనర్జీ కమ్యూనికేషన్స్. 1, 1199–1205 (2016).
చెన్, ఎల్. మరియు ఇతరులు. ఫార్మామిడిన్ లెడ్ ట్రైఅయోడైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్ సింగిల్ క్రిస్టల్ యొక్క అంతర్గత దశ స్థిరత్వం మరియు అంతర్గత బ్యాండ్‌గ్యాప్. అంజివ. కెమికల్. ఇంటర్నేషనాలిటీ. ఎడి. 61. e202212700 (2022).
డుయిన్స్టి, EA మరియు ఇతరులు మిథైలెన్‌డైఅమ్మోనియం యొక్క విఘటనాన్ని మరియు లెడ్ ట్రైఅయోడైడ్ ఫార్మామిడిన్ యొక్క దశ స్థిరీకరణలో దాని పాత్రను అర్థం చేసుకోండి. జె. కెమ్. బిచ్. 18, 10275–10284 (2023).
లు, HZ మరియు ఇతరులు. బ్లాక్ పెరోవ్‌స్కైట్ సోలార్ సెల్స్ FAPbI3 యొక్క సమర్థవంతమైన మరియు స్థిరమైన ఆవిరి నిక్షేపణ. సైన్స్ 370, 74 (2020).
డోహెర్టీ, TAS మొదలైనవారు. స్థిరమైన వంగిన అష్టభుజి హాలైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్‌లు పరిమిత లక్షణాలతో దశల స్థానికీకరించిన ఏర్పాటును అణిచివేస్తాయి. సైన్స్ 374, 1598–1605 (2021).
హో, కె. మరియు ఇతరులు. తేమ మరియు కాంతి ప్రభావం కింద ఫార్మామిడిన్ గింజలు మరియు సీసియం మరియు లెడ్ అయోడైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్‌ల పరివర్తన మరియు క్షీణత యొక్క యంత్రాంగాలు. AKS ఎనర్జీ కమ్యూనికేషన్స్. 6, 934–940 (2021).
జెంగ్ జె. మరియు ఇతరులు. α-FAPbI3 పెరోవ్‌స్కైట్ సౌర ఘటాల కోసం సూడోహాలైడ్ అయాన్ల అభివృద్ధి. నేచర్ 592, 381–385 (2021).