卤化铅钙钛矿型薄膜在光电子器件方面取得了长足的进步，但由于薄膜的多晶异质性和严重的本征缺陷，使得复合路径不理想，进而导致对光生载流子的利用不足。

近日，北京大学朱瑞高级工程师，Lichen Zhao报道了一种辐射增强的多晶钙钛矿薄膜，其具有超过6 μs的超长载流子寿命，单晶状的电子-空穴扩散长度超过5 μm。

文章要点

1）首先用两步旋涂法制备了一系列含有混合阳离子碘化铅组分（FA_1-xMA_xPMA_yPbI₃，FA和MA分别表示甲酰胺和甲铵）的钙钛矿薄膜。将含有微量苯甲基碘化铵（PMAI）的有机成分FAI和MAI旋涂在PbI₂薄膜上，进一步退火得到钙钛矿型薄膜。

2）研究发现，PMAI分子起到了电子供体的作用，其被静电吸附在钙钛矿晶体周围，而不是形成2D/3D异质结构。表面锚定的PMAI分子消除了晶界上的离子空位，调节了主体3D晶体的电子结构，从而减少了非理想的载流子复合通道。

3）通过缺陷消除和能带结构的调整，优化后的薄膜显示出更高的辐射效率和更多的n型性质。在不牺牲J_sc和FF的情况下，所制备的钙钛矿型薄膜在太阳电池全运行时的最高功率效率为23.32%，实现了最小的0.39 V电压差。

Xiaoyu Yang, et al, Superior Carrier Lifetimes Exceeding 6 µs in Polycrystalline Halide Perovskites, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202002585

https://doi.org/10.1002/adma.202002585