CH3NH3PbI3结构的原子尺度成像及其分解路径
应用物理
2021-09-27 v1
摘要
理解有机-无机杂化钙钛矿的原子结构和结构不稳定性是认识其优异光电性能和失效机制的关键。在此,我们利用透射电子显微镜中直接探测电子计数相机的低剂量成像技术,在原子尺度上研究了CH3NH3PbI3(MAPbI3)的原子结构和分解路径。我们在超低电子剂量条件下成功对实空间中的钙钛矿原子结构进行了成像,并观察到两步分解过程,即先丢失MA,随后钙钛矿结构坍塌为6H-PbI2,并确定了它们的临界阈值剂量。有趣的是,在钙钛矿坍塌之前,具有局部有序空位的中间相(MA0.5PbI3)可以稳定存在,这为降解过程中钙钛矿结构的预防和恢复策略提供了启示。伴随结构演化,带隙从约1.6 eV逐渐增加到约2.1 eV,并且发现C-N和N-H键在辐照下均会被破坏,释放NH3并留下碳氢化合物。这些发现增强了我们对MAPbI3光电性能和失效机制的理解,为材料优化提供了潜在策略。
引用
@article{arxiv.2106.11580,
title = {Atomic-scale imaging of CH3NH3PbI3 structure and its decomposition pathway},
author = {Shulin Chen and Changwei Wu and Bo Han and Zhetong Liu and Zhou Mi and Weizhong Hao and Jinjin Zhao and Xiao Wang and Qing Zhang and Kaihui Liu and Junlei Qi and Jian Cao and Jicai Feng and Dapeng Yu and Jiangyu Li and Peng Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.11580},
year = {2021}
}