了解导致新兴能源材料不稳定的纳米级化学和结构变化对于减轻对应器件退化至关重要。卤化物钙钛矿光伏器件的功率转换效率在单结中达到25.7%，在串联钙钛矿/硅电池中达到29.8%，但在连续运行下保持高性能（高工作稳定性）仍然难以捉摸。剑桥大学Samuel D. Stranks和冲绳科技大学院大学Keshav M. Dani等人开发了一个多峰显微镜工具包，研究了在目前最先进的富甲脒钙钛矿吸光层中，包括六方多型体和碘化铅夹杂物在内的纳米级相杂质。

本文要点：

1）这些不仅是光激发载流子的陷阱，它们本身会降低性能 ，而且通过相同的陷阱过程，即吸光层光化学降解的种子点。

2）在与陷阱簇相关的相杂质处，研究人员通过可视化光照诱导的结构变化，揭示即使是微量的这些相也会损害器件的寿命。这些额外的相夹杂物的类型和分布取决于薄膜的组成和加工，多型体的存在对薄膜的光稳定性最不利。

3）重要的是，研究人员揭示了性能损失和内在退化过程都可以通过调节这些有缺陷的相杂质来减轻，并证明这需要仔细调整局部结构和化学性质。

这种关联光束敏感能源材料的纳米级分析的多模态工作流程有望适用于尚未建立局部性能和操作稳定性的半导体。

Macpherson, S., Doherty, T.A.S., Winchester, A.J. et al. Local Nanoscale Phase Impurities are Degradation Sites in Halide Perovskites. Nature (2022). 

https://doi.org/10.1038/s41586-022-04872-1

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04872-1