operando表征-钙钛矿太阳能电池 | Nature Energy

显微镜Microscopy可用于评估钙钛矿太阳能电池的运行，但文献中，大多数研究都集中在裸露的钙钛矿薄膜、缺失的电荷传输和全器件中存在的复合损失。

近日，英国 剑桥大学（University of Cambridge）Kyle Frohna, Cullen Chosy，Miguel Anaya & Samuel D. Stranks等，在Nature Energy上发文，报道了多模式动态现场原位显微镜工具包，用于测量和空间关联纳米级电荷传输损失、复合损失和化学成分。在扩展操作之前和之后，将软件工具包应用于最先进合金钙钛矿电池的相同扫描区域，发现了具有最高宏观性能的器件，具有最低的初始性能空间异质性——这是传统显微镜所忽略的关键环节。

研究表明，设计稳定界面是实现鲁棒器件的关键。一旦界面稳定，电荷提取均匀化并使局部功率转换效率变化最小化的成分工程，对于提高性能和稳定性，是至关重要的。在这种器件空间中，钙钛矿可以容忍化学中的空间无序，但不能容忍电荷提取。

The impact of interfacial quality and nanoscale performance disorder on the stability of alloyed perovskite solar cells. 界面质量和纳米尺度性能无序，对合金钙钛矿太阳能电池稳定性的影响。

图1: 器件动态现场原位显微镜显示了双阳离子双卤化物double-cation double-halide，DCDH太阳能电池性能，甚至可以容忍显著的空间光电和化学不均匀性。

图2: 在双阳离子双卤化物DCDH钙钛矿太阳能电池的微观电流-电压current–voltage，JV曲线中，在扩展操作之后，性能的局部降低是明显的。

图3: 双阳离子双卤化物DCTH钙钛矿太阳能电池上的多峰显微镜显示发器件稳定性降低，微观相分离增加。

图4: 界面化学和空间功率转换效率power conversion efficiency，PCE无序预测混合阳离子、混合卤化物钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性。