Angew. Chem. ：锡基和锡掺杂钙钛矿光电器件中不存在离子移动现象

钙钛矿光电器件（太阳能电池、LED等）的稳定性是目前最亟待解决的难点之一。导致器件性能衰减的原因可以分为外部因素（水氧）与内部因素（离子移动）。外部因素可以通过器件结构优化和封装等方案解决。而离子移动被认为是钙钛矿材料中普遍存在的本征现象。在钙钛矿太阳能电池和LED器件中，离子移动会导致电流-电压曲线的滞后现象，以及器件效率与稳定性下降。另外，在混合卤素钙钛矿中，离子移动还会导致相分离，限制了混合卤素钙钛矿电池的开路电压以及LED器件发光波长的调控。目前为止，离子移动现象还没有被彻底解决。

近日，中国科学技术大学肖正国教授课题组联合中科院合肥研究院固体所潘旭研究员课题组，发现锡基钙钛矿或锡掺杂的钙钛矿光电器件在工作条件下不存在离子移动现象，所制备的太阳能电池和LED器件也比铅基钙钛矿器件有更好的工作稳定性。

同时，肖正国教授团队还通过实验和理论计算揭示了锡基钙钛矿没有离子移动的原因以及相应的离子移动活化能阈值。锡基钙钛矿中不存在离子移动的根本原因是锡-卤素之间更强的键能和锡基钙钛矿中更高的离子移动活化能。此外，团队通过研究不同锡掺杂比例钙钛矿的离子移动情况确定了离子移动的能量阈值为0.65 eV。由于没有离子移动，锡基钙钛矿LED的稳定性比铅基钙钛矿LED有明显提升，并且混合卤素锡基钙钛矿LED在工作电压下没有发生相分离，发光光谱没有红移现象。另外，锡掺杂钙钛矿太阳能电池在较大正向电压老化后，也展现出比铅基钙钛矿电池更好的稳定性。

在该工作中，肖正国教授团队发现了锡基钙钛矿光电器件中没有离子移动现象，深入分析了离子移动的本质原因，基于锡基钙钛矿制备的光电器件的稳定性都有显著提高。该工作说明锡基钙钛矿和铅锡混合钙钛矿在器件稳定性方面有很大潜力。

论文信息

Negligible ion migration in Tin-based and Tin-doped perovskites

Kester O. Ighodalo, Wenjing Chen, Zheng Liang, Yongliang Shi, Shenglong Chu, Yihan Zhang, Rashid Khan, Hongmin Zhou, Xu Pan, Jiajiu Ye, Zhengguo Xiao

文章的第一作者是中国科学技术大学的博士生Kester O. Ighodalo、博士后陈文静和中科院合肥研究院固体所博士生梁政，中国科学技术大学肖正国教授和中科院合肥研究院固体所潘旭研究员、叶加久博士为该工作的共同通讯作者。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202213932