北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松等2020年发表于Science上的一篇工作，该项工作中根据DLCP技术（激励电平电容压型）测试对钙钛矿缺陷密度相关研究，对单晶、多晶钙钛矿中缺陷态浓度的空间分布变化情况测试，发现单晶钙钛矿中的缺陷密度随空间变化横跨5个数量级，最低的缺陷态浓度为2×1011 cm-3，而且深缺陷态主要分布在晶体表面；多晶钙钛矿薄膜中，界面缺陷态浓度是薄膜内部缺陷态浓度的1~2个数量级。高质量钙钛矿薄膜相比，多晶钙钛矿薄膜内部缺陷浓度仍达到单晶钙钛矿晶体表面浓度的2~3个数量级。而且表面钝化并没有将这种深缺陷态消除，大多数深缺陷分布在钙钛矿薄膜和空穴传输层界面上，因此限制了电池性能的进一步提高。意味着如果能够解决这种界面深缺陷问题，能够进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率。德国于利希研究中心Thomas Kirchartz等针对该项工作提出质疑，认为观测实验结果可能是不正确的，这种现象可能是由于几何电容、钙钛矿层中电荷注入导致的。作者对此回应，通过设计实验回答了相关质疑，支持了原文结论中表征结果和结论。图1.普遍存在的界面电荷注入效应。相关报道中典型（A）DLCP测试 （B）电容-电压（CV）测试
德国于利希研究中心Thomas Kirchartz等对论文的测试提出了疑问。黄劲松等通过DLCP表征手段对缺陷的空间分布情况进行探测，因为电荷浓度测试只能在电容测试中实现，而且在其能够影响静电势的条件中。这种测试过程需要保证测试器件需要较高的缺陷浓度、较低的介电常数、较高的厚度等要求。因此基于这种测试得到的结论可能是有问题的，作者通过数值模拟进行验证。在对没有任何缺陷/掺杂原子的完美钙钛矿器件进行模拟的过程中，发现仍然能够得出较高缺陷的错误推论。对p-i-n结构PTAA (10 nm)/perovskite/PCBM (25 nm)结构的钙钛矿太阳能电池器件分别进行单晶、钙钛矿多晶薄膜在没有缺陷、陷阱的条件中进行模拟。随后，作者从理论上对传统电容测试方法，比如电容-电压、DLCP的缺陷进行说明，揭示了这些技术在研究电荷分布相关研究中具有一定缺陷。提出实验中观测“表观界面电荷密度”是由于界面电荷注入现象产生的，而不能作为表示缺陷态。作者认为这种测试在多种不同种类的太阳能电池测试中，都能够产生类似的界面电荷浓度显著提高现象。图2. 作者测试结果。扩散电容对整体电容中的占比（测试和模拟）
作者通过详细的表征和论证，认为DLCP表征方法通过从不同频率中获得微分电容，能够将由于扩散作用、几何电容引起的背景电荷作用从测试结果中扣除。作者通过设计实验，对掺杂钙钛矿进行非微分表征DLCP测试，发现测试中的高频、较少的载流子浓度，扩散引起的电容效应可忽略不计，而且几何电容效应导致产生的影响可以排除，验证了界面电荷并不是由于界面电荷注入效应形成。只有当测试中引入足够大的偏压能够将钙钛矿层中的电荷完全耗尽，才能够导致扩散电容对测试结果产生显著影响。因此从反面验证了正常测试条件中扩散电容并没有对结论产生影响。Sandheep Ravishankar, Thomas Unold, Thomas Kirchartz*, Comment on “Resolving spatial and energetic distributions of trap states in metal halide perovskite solar cells”, Science 2021,DOI: 10.1126/science.abd8014https://science.sciencemag.org/content/371/6532/eabd8014本观点文章以预印版发表于2020年8月发表于arXiv上https://arxiv.org/pdf/2008.02892Zhenyi Ni, Shuang Xu, Jinsong Huang*, Response to Comment on “Resolving spatial and energetic distributions of trap states in metal halide perovskite solar cells”, Science 2021DOI: 10.1126/science.abd8598https://science.sciencemag.org/content/371/6532/eabd8598Z. Ni, C. Bao, Y. Liu, Q. Jiang, W.-Q. Wu, S. Chen, X. Dai, B. Chen, B. Hartweg, Z. Yu, Z. Holman, J. Huang, Resolving spatial and energetic distributions of trap states in metal halide perovskite solar cells. Science 367, 1352–1358 (2020).DOI: 10.1126/science.aba0893https://science.sciencemag.org/content/367/6484/1352
