在2012年性能突破后，一类新的太阳能电池有机 - 无机吸收材料引起了全世界的关注。这些有机金属卤化物钙钛矿成本低，易于加工，并且具有高效太阳能转换的巨大潜力：已经报道了高达20.1%的功率转换效率。英国牛津大学的Henry Snaith小组领导了开创性的工作。
氯往往会消失
使用氯和碘的混合物的甲基铵卤化铅吸收剂已经实现了这些装置的最佳性能。尽管在初始前体溶液中典型的氯与碘的浓度比为0.66，但钙钛矿膜含有很少或不含氯。取决于加工程序，氯倾向于耗尽，而碘原子保留在材料中。然而，氯似乎有益于吸收材料的效率，但仍然不了解如何以及为什么。
分析更深层次
现在，HZB科学家团队分析了Snaith集团的样品，并揭示了钙在钙钛矿吸收层中的分布情况。他们在BESSY-II设施中使用X射线光谱探测混合卤化物，有机 - 无机钙钛矿吸收层中氯的分布。利用KMC-1光束线上的硬X射线光电子能谱(HAXPES)实验，他们探测了钙钛矿层的表面，发现表面附近几乎没有氯。使用不同的方法，荧光产生X射线吸收光谱(FY-XAS)，它们更深地探测到样品层。“我们观察到钙钛矿/ TiO2界面附近的氯浓度高于其他薄膜，”能源与环境科学出版物的第一作者David Starr解释说。
氯可提高效率
氯可能在减轻空位的影响方面发挥作用，空位有利于重组和载流子损失，或提供更好的模板来生长钙钛矿薄膜。“这些结果可能有助于理解氯对钙钛矿太阳能电池器件性能的明显有益影响，并有可能为器件优化提供途径，”HZB团队负责人MarcusBär表示。“最终目标是利用这些知识来定制沉积工艺和材料成分，以达到特定的理想性能;也许通过完全了解氯在Pb基钙钛矿材料中的有益作用，我们可以克服一些替代含毒性较低的铅。
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