打开钙钛矿光伏器件埋底界面的“黑匣子”( 二 )

“上表面钝化后，薄膜的底界面竟然发生了明显变化。 ”本文作者之一、北京大学博士研究生杨晓宇说， “我们的实验结果与卤化铵上表面钝化的常规机理认知有较大偏差，钙钛矿薄膜上表面的钝化处理原来不仅仅是停留在上表面。 ”
团队进一步设计了时间分辨底面原位荧光成像实验证明：卤化铵上表面处理后，溶剂与退火等作用导致卤化铵分子从表面自上而下逐渐扩散进入钙钛矿多晶薄膜体相，并最终到达底界面，形成上下贯通的薄膜钝化。团队也将这一全新的机理命名为“分子辅助微结构重构” ，进一步完善了对卤化铵表面钝化技术本质及其高效性的理解。
朱瑞认为， “分子渗透的现象也进一步反映了钙钛矿薄膜软晶格的性质，这一结论将进一步为高效钙钛矿钝化材料的设计提供灵感。 ”
展望：“底部大有可为”
早在1959年，诺贝尔物理学奖得主、理论物理学家理查德·费曼在美国物理学会上首次提出：“底部大有可为。 ”自此，纳米领域研究开启了飞速发展的模式。
谈及未来钙钛矿光电器件的发展，龚旗煌说：“我们同样相信在钙钛矿光电器件领域，底界面研究大有可为。 ”他认为，底界面还有更多的“秘密”等待我们发掘探索，这将是未来实现高效稳定钙钛矿器件的重要发展方向之一。
然而，目前对于薄膜底界面的认知仍远远落后于上表面，不同体系、不同制备方法的钙钛矿薄膜也可能存在不同的底界面性质，建立起一个成熟完善的底界面知识体系仍旧需要大量研究数据以及成熟的研究方法。
北京大学团队自2013年开始，一直在高效钙钛矿光伏器件及薄膜表界面表征优化方面进行研究探索。
杨晓宇介绍说，自他2017年加入团队以来，就专注于钙钛矿底界面的研究与优化。 “在对底界面的研究中，我们还发现了很多新奇的、与传统认知不同的现象，这也促使我们不断向更深层次的钙钛矿底界面性质进行探索。 ”谈及未来的研究计划，杨晓宇充满信心。
“本研究工作仅是钙钛矿薄膜底界面研究的开端，我们希望基于我们提出的方法，能够揭示出更多钙钛矿薄膜中‘埋藏的秘密’ 。 ”朱瑞表示。
他希望本项工作能够给更多领域内外的研究者们以启发，发展更加先进有效的底界面研究手段，促进新型钙钛矿光伏技术基础研究更加完善。
【打开钙钛矿光伏器件埋底界面的“黑匣子”】相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202006435