武大徐紅星&王倜&柯維俊Nat. Commun.：揭示錫鉛鈣鈦礦太陽能電池中光照與相重構之間的關聯

錫鉛鈣鈦礦憑借其理想的帶隙特性，成為了全鈣鈦礦疊層太陽能電池中窄帶隙鈣鈦礦的理想選擇，顯著提升了光電轉換效率。然而，環境空氣中的光誘導降解問題一直是制約這些器件長期運行穩定性的關鍵挑戰。為了深入理解這一過程，本研究聚焦于錫鉛鈣鈦礦在輻照條件下的長期穩定性表現，并意外地觀察到了一個不可逆的相轉變現象。

由武漢大學物理科學與技術學院的徐紅星教授、王倜教授和柯維俊教授共同領導的科研團隊，利用原位光致發光光譜技術對這一重構過程進行了細致監測。他們發現，該過程涉及氧氣與光激發電子的反應，生成了超氧離子。這些超氧離子與錫鉛鈣鈦礦薄膜表面的Sn2?離子反應，導致其氧化并形成空位。同時，三碘離子的生成與空位的形成共同作用，在空位處聚集形成了富鉛區域。在持續的輻照下，這些富鉛區域促使原本的黃相鈣鈦礦（如甲脒鉛碘）隨機轉變為黑相鈣鈦礦（FAPbI3的不同相態）。

本研究不僅揭示了錫鉛鈣鈦礦在降解過程中的相重構現象，還為超氧離子引發的降解機制提供了寶貴見解。鑒于所揭示的氧化還原化學的基本性質，我們認識到這些降解過程雖然無法完全避免，但可以通過合理的策略在功能上得到緩解。這項工作不僅為鈣鈦礦材料的相重構機制提供了重要認識，而且為進一步提升窄帶隙錫鉛鈣鈦礦及疊層太陽能電池的穩定性提供了堅實的理論基礎和潛在的解決方案。

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