Weiting Zhang, Jiancong Zheng, Wei Huang, Min Zhao, Bingyu Jiang, Hongtao Bian*, and Yu Fang. J. Phys. Chem. C, 2024, 128, 1147-1155.
新型钙钛矿太阳能电池凭借低成本、高效率、低能耗等特点，在光电器件领域受到了广泛的关注。而其固有的缺陷会影响光生载流子的复合、稳定性并妨碍光电转换，因此薄膜缺陷钝化是提高稳定性的有效方式。选用新型离子液体钝化剂钝化CsPbBr3薄膜，可以在一定程度上减少缺陷的形成和抑制非辐射复合。
采用基础表征结合超快飞秒瞬态吸收的技术，对钙钛矿薄膜中的载流子冷却和复合过程进行了全面研究。期望能进一步分析离子液体对薄膜缺陷钝化的效果，探究其光激发后钙钛矿材料中载流子产生和弛豫的钝化机制和光物理现象。
图1. 离子液体[P4444]Br钝化CsPbBr3薄膜前后的基础表征 (A)薄膜的稳态荧光光谱，(B)时间分辨荧光光谱，(C)紫外−可见吸收光谱，(D)XRD图谱。选用PDF标准卡片对比，对两个典型特征峰的半高宽进行了相应标注。
图2. 钝化前后CsPbBr3薄膜的基态漂白(GSB)信号的归一化TA动力学。
本工作中，我们选用[P4444]Br作为钝化剂来说明离子液体与CsPbBr3薄膜之间相互作用的机理。采用基本表征技术和超快fs-TA光谱相结合的方法，对光激发后钙钛矿薄膜中载流子产成和弛豫的光物理过程进行了深入的探究。我们发现[P4444]Br钝化后利于薄膜结晶，荧光强度增加，薄膜缺陷被明显抑制。疏水性烷基侧链的四丁基鏻阳离子和大小匹配的素阴离子一致，共同表现出明显的钝化效果。与对照样品相比，钝化后薄膜的寿命可以用三指数函数进行拟合，这可以与薄膜中带隙激发后的复合动力学联系起来。衰减过程分别归属于带内热激子弛豫(τ1)、非辐射复合(τ2)和带边激子辐射复合(τ3)过程。其中辐射复合的时间常数增加了约2倍。这种效应通过有效消除钙钛矿薄膜中的表面缺陷，同时抑制陷阱辅助的非辐射复合，显著提高了薄膜的整体质量。
第一作者：BV伟德官方网站硕士研究生张伟婷
通讯作者：BV伟德官方网站边红涛教授
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.3c06371
