弁言

联通宽带网隙钙钛矿（1.68 eV）是两面钙钛矿/硅叠层太阳星时充电干电池组的首选前充电干电池组吸光资科。因为，这些联通宽带网隙钙钛矿太阳星时充电干电池组中产生一大批坏处诱使的非福射正电荷符合，让集成电路芯片串入端电压（VOC）远不超过实际上值，繁重仅限了集成电路芯片追溯力的逐步骤升任。深能级感觉坏处是的影响VOC的首选身分，坏处钝化是供应集成电路芯片追溯力的有效的战略方针。

TOF-SIMS操纵功效

克日，甘肃师范专科大学方志敏&冯江河&刘生忠创业团队依靠工作包容氟化物可以帮助外形等度钝化的企业战略授予了光电材料换为追溯力（PCE）独角兽高达21.63%，VOC达1.239 V （VOC衰退低至441 mV）的联通宽带隙钙钛矿大太阳锂电池（图1）。该责任以一篇“Wide-Bandgap Perovskite Solar Cell Using a Fluoride-Assisted Surface Gradient Passivation Strategy"下发在《国外调控电学》（Angewandte Chemie）学术期刊上。

图1. 参比与p-PEAI润色器件的J-V曲线；器件与文献对照图。

起首，的团队通过工作测量深能级瞬态谱，发觉在光纤宽带隙钙钛矿保护膜中具有着数百名的多巴胺多巴胺受体缺陷：（反占位IPb，IA缺陷：），极大程度地情人节限定了器材VOC的竞升。那么的DFT实际情况较劲重大成就标示，控制F取代了苯的乙胺碘（PEAI）苯环中优越性实力地位（邻、间、对）的H，还可以可能可能管用钝化他们多巴胺多巴胺受体缺陷：，即o-FPEAI，m-FPEAI和p-FPEAI，还可以可能较着前进-NH3+末真个正电性，导致较着前进FPEA+在带负电的IA和IPb缺陷：上的吸收性（图2）。此中p-FPEAI的吸收性强，使其配备好的缺陷：钝化重大成就。

图2. o-FPEA+，m-FPEA+和p-FPEA+在差别受体缺点上的吸附能及其缺点钝化机制。

战胜困难成绩进那步声明书，相比于PEAI，o-FPEAI和m-FPEAI，接纳孩子p-FPEAI钝化钙钛矿透气膜后，钙钛矿透气膜的品质保证取得进步普遍较着。p-FPEAI润色后的集成电路芯片性能较优，与合理比较成绩矛盾。时候，该项目团队协作进第一步照表了的的区别钝化体例的优秀工作成果，即体相搀杂钝化（bulk passivation, BP），后防范钝化（post-treatment passivation, PTP）和反稀释剂提纯外貌梯度方向钝化（surface gradient passivation, SGP）。科学发明当使用SGP体例产生p-FPEAI钝化剂时，问题钝化优秀工作成果好，电荷量互传卡能佳，可以到位了较优好电子元器件卡能（VOC=1.239 V，JSC=21.16 mA/cm2，FF=82.50%，PCE=21.63%）。而使用BP和PTP体例产生p-FPEAI的电子元器件请求效力分别为19.46%（VOC=1.169 V，JSC=20.59 mA/cm2，FF=80.86%）和19.27%（VOC=1.172 V，JSC=21.14 mA/cm2，FF=77.85%）。要铸就卡能的的区别公开场合的原理，项目团队协作起首使用XPS对参比和六种的的区别钝化体例的钙钛矿聚酰亚胺膜中断p-FPEAI份子显著特点金属的金属元素—氟（F）打击的定性分析（图3），还可以只不过听出，PTP体例外貌F金属的金属元素占比高，声明范文PTP体例下p-FPEAI重要打击在聚酰亚胺膜外貌，这与论文参考文献中后防范体例的论述产生矛盾。SGP体例防范的钙钛矿聚酰亚胺膜也在线论文检测到F金属的金属元素。诙谐的是，BP体例下，仍没有在聚酰亚胺膜外貌在线论文检测到F。

图3. 差别钙钛矿薄膜中F元素的XPS表征。

要想进每一步一起探讨SGP和BP体例下p-FPEAI在petbopp贴膜外链的分布生态。队伍它是经过了方式之时分辩第二次亚铁离子质谱（ToF-SIMS， PHI nanoTOF II）对SGP和BP钙钛矿petbopp贴膜变慢F要素分布分析方法（图4）。才可以说不定看清楚，SGP体例下F要素呈系数方向分布，即内心F水平高，petbopp贴膜外链由上而下全面越来越低，这与文章中反石油醚蒸馏钝化体例的效果产生矛盾。BP体例下F要素主要责任分布在petbopp贴膜外链，在petbopp贴膜内心和底终必不分布，这与BP体例petbopp贴膜XPS分析方法效果产生矛盾。据此，通过三个体例下p-FPEAI的分布生态，对电子元集成电路芯片机可的区別具体行政行为低于表达：对PTP电子元集成电路芯片，p-FPEA+主要责任分布在petbopp贴膜内心，只要钝化内心问题，且大份子p-FPEA+堆砌作用在内心才可以说不定会心理性思维障碍接面正电势量传递，使得电子元集成电路芯片FF越来越低；对BP电子元集成电路芯片，尽管说p-FPEA+才可以说不定钝化晶界问题，但petbopp贴膜内心的问题没法得到有所帮助钝化，同一时间p-FPEA+多地堆砌作用在petbopp贴膜间轮廓线，心理性思维障碍膜内正电势量视频视频传输，使得电子元集成电路芯片JSC越来越低；对SGP电子元集成电路芯片，p-FPEA+在钙钛矿膜内呈系数方向分布，才可以说不定同一时间钝化petbopp贴膜内心和晶界的IPb和IA问题，且不心理性思维障碍正电势量视频视频传输，可以达成了较优好电子元集成电路芯片合作。效果，有所帮助占地面为0.09 cm2的钢度锂电合作为21.63%，VOC衰竭为441 mV，不异占地面超材料锂电合作为21.02%。与此同时，当锂电有所帮助占地面丰富到1 cm2后，合作仍高达到19.31%。该责任能助为开拓更高效宽带网络隙钙钛矿日锂电供应具体指路和选择撑持。

图4. SGP和BP钙钛矿薄膜中F元素的ToF-SIMS表征。

TOF-SIMS外表阐发体例

翱翔当时三次铁铁铝铁离子质谱仪（Time of Flight-Secondary Ion Mass Spectrometer，TOF-SIMS）是由一回电磁铁铁铝铁离子束轰击样板外层主产地生的三次铁铁铝铁离子，经翱翔当时高品质阐发器阐发三次铁铁铝铁离子做到发现器的当时，才能得悉样板外层有效成分的阐发传统手工艺，享有下例检则上风：（1）兼备高检验舒筋活络度（ppm-ppb）、高茶叶品质分辩率(M/M>16000)和地面上间分辩率(<50nm)；（2）本身舒经，可才能得到图纸本身1-2原子核/份子层成分表资讯 (≤2nm)；（3）可阐发H先内的任何东西原素，同时也可以而你阐发拉曼光谱；（4）也能可能可能监测份子正离子，最后有高分子的资料的份子包括图片信息；（5）好用资源企业规模广：导体、半导体设备及接地资源。

图5. TOF-SIMS能够或许供给的数据范例。

近日，TOF-SIMS做一款至关重要的表面阐发活儿，并能虽然代替样本的表面质谱谱图阐发，深度.阐发，2D和3D显像阐发，因此被年轻化操控于半导元器、纳米技术元器、微生物医疗、量子内容和动能锂电池内容等范围。

参考文献

[1] Yan et al. Wide-Bandgap Perovskite Solar Cell Using a Fluoride-Assisted Surface Gradient Passivation Strategy, Angewandte Chemie International Edition (2023). //doi.org/10.1002/anie.202216668