通过Chinmay沙里河2022年11月14日审核Susha Cheriyedath moran的。
在《华尔街日报》最近发表的一篇论文ACS能源字母,研究人员的具体特征硝酸盐(NO的影响3- - - - - -),醋酸(OAc- - - - - -),和大量的钾(K)在商业PbI2基于比较缩合试剂methylammonium率(MA)与formamidinium (FA)生成N-methylformamidinium (MFA)。
研究:PbI2卤化试剂催化Mixed-Cation杂质钙钛矿墨水DegradationPbI2卤化试剂催化Mixed-Cation杂质钙钛矿墨水退化。图片来源:音频和werbungAudio werbung / Shutterstock.com
背景
杂质在试剂和溶剂将不可避免地产生负面影响在合成钙钛矿太阳能金属卤化物钙钛矿电池的稳定性和性能改善随着时间的推移。此外,众所周知,微妙的墨水反应试剂batch-over-batch方差和环境参数如湿度降低设备指标的可重复性。
是至关重要的调节这些特征以来大规模生产研究人员的能力复制他们的发现,以及他人的,是受限于缺乏了解这些参数的细节。
最近的一项研究确定KI的冲突的影响,OAc- - - - - -,没有3- - - - - -各商用PbI的杂质2试剂来源及其影响设备的性能用于生产薄膜金属卤化物钙钛矿的光电设备。
此外,众所周知,常见的网站合金MA-FA-containing钙钛矿油墨通过冷凝过程恶化FA与甲胺(deprotonated MA),生产MFA或N, N′-dimethylformamidinium (DMFA),释放NH3。
在另一项研究中,两个小级别的PbO已被证明在PbI大大加快这一过程2较低的成绩,而合理的污染物。因此,它是必不可少的理解的影响整个PbI中污染物的测定2更好的实现之间的互连卤化试剂纯度和退化过程的钙钛矿油墨。
本研究描述了反应速率在NO3和OAc,杂质的存在。研究结果强调了至关重要的作用,钙钛矿试剂质量和强化净化技术将扮演这些半导体制造过程接近商业化在确保过程再现性。
关于这项研究
团队相比,氢核磁共振光谱(1H NMR)原液的FA:马在氘二甲亚砜(DMSO)在室温下24小时后的样品用FA的原液:马进一步低收入以及高纯度PbI2(TCI钙钛矿品位)。所有的玻璃器皿在N烤箱干完全与样品已经准备好2手套箱。
此外,使用一个标准的费尔南多-阿隆索:马的解决方案,团队能够独立为不同杂质对降解率的影响。光谱样本与2μL 0.2米的水上升,1毫克的Pb (OAc)2。3 h2啊,1毫克的PbO或2毫克的Pb(没有3- - - - - -)21.5后3小时在室温下反应时间相比1H NMR谱的控制整除。
观察
马峰值集成计算显示,0.04%是用在控制样本,而利率仍受到PbI的影响2高纯度。PbI的降解率2样品纯度高和控制比之前报道的慢。这可能归因于使用马更好的FA和溶剂或试剂在目前的研究。
此外,更高程度的FA-NH氢峰分裂被检测到,这是表明降低质子交换的速度,因此,减少甲胺或NH3杂质卤化有机试剂。相反,PbI2纯度较低,其中包括可见OAc 1 - 2%- - - - - -在浓度为1.7 ppm,生产快速退化。大约2.1%的MA使用后两个小时,24小时后的22%。正如预期的那样,不3- - - - - -马是一个较弱的基地质子从解放甲胺,甚至在催化水平,MFA的反应速率是影响与控制。
此外,马英九OAc去质子化- - - - - -相当与烷基铵和乙酸的pKa价值观在DMSO的11.1和12.7,分别。相比之下,OAc的加法- - - - - -导致降解两小时后80%,而几乎完全退化发生由于PbO的存在。
结论
总结,研究人员证明了马的稳定性的敏感性:FA钙钛矿混合油墨在PbI某些污染物2试剂,包括PbO OAc- - - - - -,并可能PbIOH,而其他污染物,如没有3- - - - - -和H2啊,一般是中性的降解途径。
成分利用马只足总或作为一个有机阳离子将更容易受到这些污染物,可能更适合的可伸缩性,但仍然受益于彻底的去污的PbX2试剂。
此外,观察暗示FA和马杂质也影响反应速率。根据作者,这个纯洁的建立一个更大的意义,强调需要保持添加剂、溶剂和试剂的品质用于生产金属卤化物钙钛矿半导体。
参考
罗斯·a·肯纳凯利shutt Kai朱,和约瑟夫·j·贝瑞(2022)PbI2卤化试剂杂质催化Mixed-Cation钙钛矿墨水退化,ACS能源的信,7,页4333 - 4335 . DOI:10.1021 / acsenergylett.2c01953
免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。