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Moisture-Induced Non-Equilibrium Phase Segregation in Triple Cation Mixed Halide Perovskite Monitored by In Situ Characterization Techniques and Solid-State NMR

引用

Energy & Environmental Materials 2023年第2期6卷 185-194页

作者： Mohammad Ali Akhavan Kazemi Nicolas Folastre Parth Raval Michel Sliwa Jean Marie Vianney Nsanzimana Sema Golonu arnaud demortiere Jean Rousset Olivier Lafon Laurent Delevoye G.N.Manjunatha Reddy Frédéric Sauvage Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides(LRCS) UMR CNRS 7314-Institut de Chimie de Picardie FR 3085Université de Picardie Jules Verne33 rue Saint LeuAmiens Cedex FR-80039France CNRS Centrale LilleUMR 8181UCCSUnitéde Catalyse et Chimie du SolideUniversité de LilleUniversitéd’ArtoisLille F-59000France UMR 8516-LASIRE-Laboratoire de Spectroscopie pour les Interactions la Réactivité et l’EnvironnementCNRSUniversitéde LilleLille F-59000France EDF R&D EDF LabBoulevard Gaspard MongePalaiseau 91120France

Environmental stability is a major bottleneck of perovskite solar *** a handful of studies are investigating the effect of moisture on the structural degradation of the *** mostly rely on ex situ experiments and on completely degraded samples,which restrict the assessment on initial and final *** combining in situ X-ray diffraction under controlled 85%relative humidity,and live observations of the water-induced degradation using liquid-cell transmission electron microscopy,we reveal two competitive degradation paths leading on one hand to the decomposition of state-of-theart mixed cation/anion(Cs_(0.05)(MA_(0.17)FA_(0.83))_(0.95)Pb(Br_(0.17)I_(0.83))_(3)(CsMAFA)into PbI_(2) through a dissolution/recrystallization mechanism and,on the other hand,to a non-equilibrium phase segregation leading to CsPb_(2)Br_(5) and a Cesium-poor/iodide-rich Cs_(0.05)-x(MA_(0.17)FA_(0.83))_(0.95)Pb(Br_(0.17-2y)I_(0.83)+2y)_(3) *** degradation mechanism is corroborated at atomic-scale resolution through solid-state ^(1)H and ^(133)Cs NMR *** to moisture leads to a film containing important heterogeneities in terms of morphology,photoluminescence intensities,and *** results provide new insights and consensus that complex perovskite compositions,though very performant as champion devices,are comparatively metastable,a trait that limits the chances to achieve long-term stability.

关键词： liquid-cell transmission electron microscopy moisture degradation perovskite stability phase segregation solid-state NMR

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