EES：卤素混合对宽带隙有机-无机卤化物钙钛矿结晶动力学和电荷转移机制的作用

尽管基于溴-碘混合卤化物钙钛矿的宽带隙钙钛矿太阳能电池在提升光伏性能方面已有诸多努力，但对于其结晶动力学以及溴混合对结晶动力学的作用仍缺乏深入理解。

本研究郑州大学郭任君、电子科技大学乔梁、劳伦斯伯克利国家实验室Carolin M. Sutter-Fella和慕尼黑工业大学Peter Müller-Buschbaum等人通过系统的原位掠入射广角X射线散射和光致发光多模态实验，探索了溴/碘卤素阴离子对富溴宽带隙钙钛矿结晶动力学的影响。我们发现，MAPbI₃₋ₓBrₓ 钙钛矿薄膜存在两种本质上不同的结晶动力学过程：一种是中间溶剂复合相辅助生长（富碘），另一种是自上而下的垂直取向生长（富溴）。后者与高度垂直取向的钙钛矿薄膜相关，但伴随着因溶解-再结晶过程及卤素均质化导致的缺陷形成。

因此，富溴薄膜虽然表现出增强的电荷载流子传输，但同时也受到非辐射电荷复合的困扰。为实现宽带隙钙钛矿的潜力最大化，必须在优化取向与抑制非复合中心之间取得平衡。

研究亮点：

1. 揭示两种结晶机制：首次系统阐明富碘与富溴钙钛矿分别通过“中间相辅助生长”和“自上而下垂直取向生长”两种不同路径结晶，后者形成高度垂直取向的薄膜结构。

2. 取向与缺陷的权衡：富溴薄膜虽具有优异的垂直电荷传输通道，但因卤素均质化过程中的溶解-再结晶行为，引入了更多非辐射复合缺陷。

3. 多模态原位表征：结合同步辐射GIWAXS与PL技术，实时追踪结晶过程与结构-性能关系，为调控钙钛矿薄膜质量提供新视角。

Unveiling the role of halide mixing on crystallization kinetics and charge transfer mechanisms in wide-bandgap organic-inorganic halide perovskites

N. Li, S. Pratap, R. Guo, Z. He, S. Liang, X. Jia, M. Gholipoor, F. Babbe, N. S. Barchi, J. L. Slack, N. Tamura, L. Qiao, C. M. Sutter-Fella and P. Müller-Buschbaum, Energy Environ. Sci., 2025, Accepted Manuscript

DOI: 10.1039/D5EE05540

Ghttps://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee05540g

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