今天要分享的內(nèi)容是我們之前文章（材料熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)助力穩(wěn)定高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池）的背景資料绢馍，即加拿大麥克馬斯特大學(xué)許谷院士團(tuán)隊(duì)之前基于一維吡咯烷Py鈣鈦礦的晶體學(xué)和濕度向瓷、熱學(xué)穩(wěn)定性的系統(tǒng)研究。具體內(nèi)容分別發(fā)表在Chem?Comm和J Mater Chem C（封面文章）雜志上舰涌。
盡管具有較高的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率猖任，常規(guī)可見的基于MA，F(xiàn)A瓷耙，和Cs的鈣鈦礦材料具有極差的濕度和熱穩(wěn)定性朱躺，其商業(yè)應(yīng)用發(fā)展困難重重刁赖。基于此长搀，許谷院士創(chuàng)新地指出pyrrolidine（Py宇弛，即C4H8NH）作為有機(jī)陽(yáng)離子可以在提高濕度、熱學(xué)穩(wěn)定性的同時(shí)源请，有具有適合太陽(yáng)能電池的帶隙大小枪芒，為解決鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性的難題提出一條全新的思路。該一維鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示谁尸，其空間群為P63/mmc舅踪，是六方晶系（hexagonal）的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)：六個(gè)Py有機(jī)陽(yáng)離子（藍(lán)色）以六方的形式排列在鉛-碘八面體的周圍。在該晶體中良蛮，鉛-碘八面體的豎直排列有一定的不規(guī)整性抽碌，從橫截面c來(lái)看，并沒有完全重疊决瞳，部分碘原子（紅紫色）被遮蓋货徙，這主要是由于有機(jī)長(zhǎng)鏈占用空間較大的緣故造成的。
Py一維鈣鈦礦的SEM圖像顯示瞒斩，其薄膜具有較大的晶區(qū)破婆，極少的晶界，因此非常適合太陽(yáng)能電池的活性層胸囱。吸收光譜測(cè)試表明該鈣鈦礦的帶隙大小約為1.8 eV（理論最高效率為26 %）祷舀。將該鈣鈦礦薄膜浸入水中1小時(shí)，其XRD圖譜變化極小烹笔，說(shuō)明該鈣鈦礦具有極好的抗水性能裳扯。此外，將其放置在濕潤(rùn)環(huán)境中4個(gè)月谤职，依然沒有較大的XRD圖譜改變饰豺，沒有材料分解發(fā)生。作者指出這種濕度的穩(wěn)定性來(lái)源于有機(jī)陽(yáng)離子的疏水特性允蜈，阻擋水對(duì)晶體的滲入冤吨。
作者通過(guò)原位XRD對(duì)該一維鈣鈦礦的熱穩(wěn)定性在40℃到135℃范圍內(nèi)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)材料的晶體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生可觀察到的改變饶套，說(shuō)明材料具有極好的熱穩(wěn)定性漩蟆。作者指出，優(yōu)良的熱穩(wěn)定性來(lái)自于材料獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)妓蛮，即PbI2的無(wú)機(jī)鏈的排列是晶面共享（sharing face）的形式怠李，從而導(dǎo)致有機(jī)陽(yáng)離子區(qū)域具有較大的空隙從而可以較為自由的旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)，從而保障了材料在高溫下的熱穩(wěn)定性捺癞。
具有良好的濕度和熱學(xué)穩(wěn)定性的材料將解決困擾鈣鈦礦太陽(yáng)能電池多年的短壽命問(wèn)題夷蚊。
標(biāo)題1：Pyrrolidiniumlead iodide from crystallography: a new perovskite with low bandgap and goodwater resistance
作者1：Alex Fan Xu, Ryan Taoran Wang, Lory Wenjuan Yang, Victoria Jarvis, James F. Britten,and Gu Xu
雜志1：Chem.Comm.
原文鏈接1：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cc/c8cc10135c#!divAbstract
標(biāo)題2：Pyrrolidiniumcontaining perovskites with thermal stability and water resistance forphotovoltaics
作者2：Alex Fan Xu, Ryan Taoran Wang, Lory Wenjuan Yang, Na Liu, Qi Chen, Ray LaPierre,Nebile Isik Goktas, and Gu Xu
雜志2: Journal of MaterialsChemistry C
原文鏈接2：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/tc/c9tc02800e#!divAbstract
