دورية أكاديمية
Molecular-Level Insight into Correlation between Surface Defects and Stability of Methylammonium Lead Halide Perovskite Under Controlled Humidity.
| العنوان: | Molecular-Level Insight into Correlation between Surface Defects and Stability of Methylammonium Lead Halide Perovskite Under Controlled Humidity. |
|---|---|
| المؤلفون: | Akhavan Kazemi MA; Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (LRCS), UMR CNRS 7314 - Institut de Chimie de Picardie FR 3085, Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, Amiens Cedex, FR-80039, France., Raval P; University of Lille, CNRS, Centrale Lille Institut, University of Artois, UMR 8181, Unité de Catalyse et Chimie du Solide, Lille, F-59000, France., Cherednichekno K; Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (LRCS), UMR CNRS 7314 - Institut de Chimie de Picardie FR 3085, Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, Amiens Cedex, FR-80039, France., Chotard JN; Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (LRCS), UMR CNRS 7314 - Institut de Chimie de Picardie FR 3085, Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, Amiens Cedex, FR-80039, France., Krishna A; Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (LRCS), UMR CNRS 7314 - Institut de Chimie de Picardie FR 3085, Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, Amiens Cedex, FR-80039, France., Demortiere A; Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (LRCS), UMR CNRS 7314 - Institut de Chimie de Picardie FR 3085, Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, Amiens Cedex, FR-80039, France., Reddy GNM; University of Lille, CNRS, Centrale Lille Institut, University of Artois, UMR 8181, Unité de Catalyse et Chimie du Solide, Lille, F-59000, France., Sauvage F; Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (LRCS), UMR CNRS 7314 - Institut de Chimie de Picardie FR 3085, Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, Amiens Cedex, FR-80039, France. |
| المصدر: | Small methods [Small Methods] 2021 Feb; Vol. 5 (2), pp. e2000834. Date of Electronic Publication: 2020 Nov 03. |
| نوع المنشور: | Journal Article |
| اللغة: | English |
| بيانات الدورية: | Publisher: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA Country of Publication: Germany NLM ID: 101724536 Publication Model: Print-Electronic Cited Medium: Internet ISSN: 2366-9608 (Electronic) Linking ISSN: 23669608 NLM ISO Abbreviation: Small Methods Subsets: PubMed not MEDLINE; MEDLINE |
| أسماء مطبوعة: | Original Publication: Weinheim : WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, [2017]- |
| مستخلص: | Perovskite-based photovoltaics (PVs) have garnered tremendous interest, enabling power conversion efficiencies exceeding 25%. Although much of this success is credited to the exploration of new compositions, defects passivation and process optimization, environmental stability remains an important bottleneck to be solved. The underlying mechanisms of thermal and humidity-induced degradation are still far from a clear understanding, which poses a severe limitation to overcome the stability issues. Herein, in situ X-ray diffraction (XRD), in operando liquid-cell transmission electron microscopy (TEM) and ex situ solid-state (ss)NMR spectroscopy are combined with time-resolved spectroscopies to reveal new insights about the degradation mechanisms of methylammonium lead halide (MAPbI (© 2020 Wiley-VCH GmbH.) |
| References: | NREL, Best Research-Cell Efficiency Chart, https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html (accessed: October 2020). R. Roesch, T. Faber, E. Von Hauff, T. M. Brown, M. Lira-Cantu, H. Hoppe, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1501407. a) A. Miyata, A. Mitioglu, P. Plochocka, O. Portugall, J. T. W. Wang, S. D. Stranks, H. J. Snaith, R. J. Nicholas, Nat. Phys. 2015, 11, 582;. b) A. R. B. M. Yusoff, M.d. K. Nazeeruddin, J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 851;. c) S. D. Stranks, G. E. Eperon, G. Grancini, C. Menelaou, M. J. P. Alcocer, T. Leijtens, L. M. Herz, A. Petrozza, H. J. Snaith, Science 2013, 342, 341;. d) D. Shi, V. Adinolfi, R. Comin, M. Yuan, E. Alarousu, A. Buin, Y. Chen, S. Hoogland, A. Rothenberger, K. Katsiev, Y. Losovyj, X. Zhang, P. A. Dowben, O. F. Mohammed, E. D. Sargent, O. M. Bakr, Science 2015, 347, 519;. e) S. De Wolf, J. Holovsky, S. J. Moon, P. Loper, B. Niesen, M. Ledinsky, F. Haug, J. Yum, C. Ballif, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1035;. f) G. Xing, N. Mathews, S. Sun, S. S. Lim, Y. M. Lam, M. Grat¨zel, S. Mhaisalkar, T. C. Sum, Science 2013, 342, 344;. g) W. Yin, T. Shi, Y. Yan, Adv. Mater. 2014, 26, 4653. L. K. Ono, E. J. Juarez-Perez, Y. Qi, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 30197. a) N. Aristidou, I. Sanchez-Molina, T. Chotchuangchutchaval, M. Brown, L. Martinez, T. Rath, S. A. Haque, Angew. Chem. 2015, 127, 8326;. b) H. S. Kim, J. Y. Seo, N. G. Park, ChemSusChem 2016, 9, 2528;. c) A. M. A. Leguy, Y. Hu, M. Campoy-Quiles, M. I. Alonso, O. J. Weber, P. Azarhoosh, M. Van Schilfgaarde, M. T. Weller, T. Bein, J. Nelson, P. Docampo, P. R. F. Barnes, Chem. Mater. 2015, 27, 3397;. d) B. Conings, J. Drijkoningen, N. Gauquelin, A. Babayigit, J. D'Haen, L. D'Olieslaeger, A. Ethirajan, J. Verbeeck, J. Manca, E. Mosconi, F. De Angelis, H. G. Boyen, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1500477. A. Krishna, S. Gottis, M.d. K. Nazeeruddin, F. Sauvage, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1806482. a) D. Di Girolamo, M. I. Dar, D. Dini, L. Gontrani, R. Caminiti, A. Mattoni, M. Grätzel, S. Meloni, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 12292;. b) C. C. Stoumpos, D. H. Cao, D. J. Clark, J. Young, J. M. Rondinelli, J. I. Jang, J. T. Hupp, M. G. Kanatzidis, Chem. Mater. 2016, 28, 2852. a) H. Tsai, W. Nie, J. C. Blancon, C. C. Stoumpos, R. Asadpour, B. Harutyunyan, A. J. Neukirch, R. Verduzco, J. J. Crochet, S. Tretiak, L. Pedesseau, J. Even, M. A. Alam, G. Gupta, J. Lou, P. M. Ajayan, M. J. Bedzyk, M. G. Kanatzidis, A. D. Mohite, Nature 2016, 536, 312. b) K. T. Cho, Y. Zhang, S. Orlandi, M. Cavazzini, I. Zimmermann, A. Lesch, N. Tabet, G. Pozzi, G. Grancini, M.d. K. Nazeeruddin, Nano Lett. 2018, 18, 5467;. c) D. Cao, C. C. Stoumpos, O. K. Farha, J. T. Hupp, M. G. Kanatzidis, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 7843;. d) C. R. Kagan, D. Mitzi, C. D. Dimitrakopoulos, Science 1999, 286, 945;. e) W. Ke, L. Mao, C. C. Stoumpos, J. Hoffman, I. Spanopoulos, A. D. Mohite, M. G. Kanatzidis, Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1803384. a) S. Ahmad, P. Fu, S. Yu, Q. Yang, X. Liu, X. Wang, X. Wang, X. Guo, C. Li, Joule 2019, 3, 794;. b) L. Mao, W. Ke, L. Pedesseau, Y. Wu, C. Katan, J. Even, M. R. Wasielewski, C. C. Stoumpos, M. G. Kanatzidis, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3775;. c) B. Cohen, Y. Li, Q. Meng, L. Etgar, Nano Lett. 2019, 19, 2588;. d) A. Krishna, M. A. Akhavan Kazemi, M. Sliwa, G. N. M. Reddy, L. Delevoye, O. Lafon, A. Felten, M. T. Do, S. Gottis, F. Sauvage, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1909737. Y. Ren, I. W. H. Oswald, X. Wang, G. T. Mccandless, J. Y. Chan, Cryst. Growth Des. 2016, 16, 2945. W. Zhu, L. Kang, T. Yu, B. Lv, Y. Wang, X. Chen, X. Wang, Y. Zhou, Z. Zou, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 6104. P. S. Whitfield, N. Herron, W. E. Guise, K. Page, Y. Q. Cheng, I. Milas, M. K. Crawford, Sci. Rep. 2016, 6, 35685. A. Poglitsch, D. Weber, J. Chem. Phys. 1987, 87, 6373. G. Grancini, V. D'Innocenzo, E. R. Dohner, N. Martino, A. R. S. Kandada, E. Mosconi, F. De Angelis, H. I. Karunadasa, E. T. Hoke, A. Petrozza, Chem. Sci. 2015, 6, 7305. Z. Zhu, V. G. Hadjiev, Y. Rong, R. Guo, B. Cao, Z. Tang, F. Qin, Y. Li, Y. Wang, F. Hao, S. Venkatesan, W. Li, S. Baldelli, A. M. Guloy, H. Fang, Y. Hu, Y. Yao, Z. Wang, J. Bao, Chem. Mater. 2016, 28, 7385. a) D. J. Kubicki, D. Prochowicz, A. Hofstetter, P. Péchy, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, L. Emsley, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 10055;. b) E. A. Alharbi, A. Y. Alyamani, D. J. Kubicki, A. R. Uhl, B. J. Walder, A. Q. Alanazi, J. Luo, A. Burgos-Caminal, A. Albadri, H. Albrithen, M. H. Alotaibi, J. E. Moser, S. M. Zakeeruddin, F. Giordano, L. Emsley, M. Gratzel, Nat. Commun. 2019, 10, 3008;. c) D. J. Kubicki, D. Prochowicz, E. Salager, A. Rakhmatullin, C. P. Grey, L. Emsley, S. D. Stranks, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 7813;. d) W. M. J. Franssen, A. P. M. Kentgens, Solid State Nucl. Magn. Reson. 2019, 100, 36;. e) A. Karki, G. Wetzelaer, G. N. M. Reddy, V. Nádaždy, M. Seifrid, F. Schauer, G. C. Bazan, B. F. Chmelka, P. W. M. Blom, T. Nguyen, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1901109;. f) B. Yurash, D. Leifert, G. N. M. Reddy, D. X. Cao, S. Biberger, V. V. Brus, M. Seifrid, P. J. Santiago, A. Köhler, B. F. Chmelka, G. C. Bazan, T. Q. Nguyen, Chem. Mater. 2019, 31, 6715;. g) M. T. Seifrid, G. N. M. Reddy, C. Zhou, B. F. Chmelka, G. C. Bazan, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 5078;. h) A. Karki, J. Vollbrecht, A. L. Dixon, N. Schopp, M. Schrock, G. N. M. Reddy, T. Nguyen, Adv. Mater. 2019, 31, 1903868. T. Baikie, N. S. Barrow, Y. Fang, P. J. Keenan, P. R. Slater, R. O. Piltz, M. Gutmann, S. G. Mhaisalkar, T. J. A. White, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 9298. F. Hao, C. C. Stoumpos, Z. Liu, R. P. H. Chang, M. G. Kanatzidis, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16411. Q. Wang, B. Chen, Y. Liu, Y. Bai, Q. Dong, J. Huang, Energy Environ. Sci. 2017, 10, 516. a) F. Liu, Q. Dong, M. K. Wong, A. B. Djurišić, A. Ng, Z. Ren, Q. Shen, C. Surya, W. K. Chan, N. J. Wang, A. M. Ching Ng, C. Liao, H. Li, K. Shih, C. Wei, H. Su, J. Dai, Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1502206;. b) S. Shukla, S. Shukla, L. J. Haur, S. S. H. Dintakurti, G. Han, A. Priyadarshi, T. Baikie, S. G. Mhaisalkar, N. Mathews, ChemSusChem 2017, 10, 3804;. c) T. Meier, T. P. Gujar, A. Schonleber, S. Olthof, K. Meerholz, S. Van Smaalen, F. Panzer, M. Thelakkat, A. Kohler, J. Mater. Chem. C 2018, 6, 7512;. d) C. Roldán-Carmona, P. Gratia, I. Zimmermann, G. Grancini, P. Gao, M. Graetzel, M.d. K. Nazeeruddin, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 3550;. e) D. Bi, W. Tress, M. I. Dar, P. Gao, J. Luo, C. Renevier, K. Schenk, A. Abate, F. Giordano, J. C. Baena, J. D. Decoppet, S. M. Zakeeruddin, M.d. K. Nazeeruddin, M. Graetzel, A. Hagfeldt, Sci. Adv. 2016, 2, e1501170;. f) T. J. Jacobsson, J. P. Correa-Baena, E. Halvani Anaraki, B. Philippe, S. D. Stranks, M. E. F. Bouduban, W. Tress, K. Schenk, J. Teuscher, J. E. Moser, H. Rensmo, A. Hagfeldt, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 10331;. g) A. Merdasa, A. Kiligaridis, C. Rehermann, M. Abdi-jalebi, J. Stober, B. Louis, M. Gerhard, S. D. Stranks, E. L. Unger, I. G. Scheblykin, ACS Energy Lett. 2019, 4, 1370. a) H. Wang, M. Hao, J. Han, M. Yu, Y. Qin, P. Zhang, Z. Guo, X. C. Ai, J. P. Zhang, Chem. - Eur. J. 2017, 23, 3986;. b) S. Chen, X. Wen, J. S. Yun, S. Huang, M. Green, N. J. Jeon, W. S. Yang, J. H. Noh, J. Seo, S. I. Seok, A. Ho-Baillie, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 6072;. c) V. Kheraj, B. J. Simonds, A. Toshniwal, S. Misra, P. Peroncik, C. Zhang, Z. V. Vardeny, M. A. Scarpulla, J. Lumin. 2018, 194, 353. a) Y. Ma, P. Vashishtha, K. Chen, E. L. Peach, D. Ohayon, J. M. Hodgkiss, J. E. Halpert, ChemSusChem 2017, 10, 2677;. b) S. Wang, W. Dong, X. Fang, Q. Zhang, S. Zhou, Z. Deng, R. Tao, J. Shao, R. Xia, C. Song, L. Hu, J. Zhu, Nanoscale 2016, 8, 6600;. c) N. Adhikari, A. Dubey, D. Khatiwada, A. F. Mitul, Q. Wang, S. Venkatesan, A. Iefanova, J. Zai, X. Qian, M. Kumar, Q. Qiao, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 26445. B. A. Chen, J. T. Lin, N. T. Suen, C. W. Tsao, T. C. Chu, Y. Y. Hsu, T. S. Chan, Y. T. Chan, J. S. Yang, C. W. Chiu, H. M. Chen, ACS Energy Lett. 2017, 2, 342. a) J. You, Z. Hong, T. Song, T. Bin, L. Meng, Y. Liu, C. Jiang, H. Zhou, W. H. Chang, G. Li, Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 183902. b) G. E. Eperon, S. N. Habisreutinger, T. Leijtens, B. J. Bruijnaers, J. J. van Franeker, D. W. DeQuilettes, J. Pathak, S. R. Sutton, G. Grancini, D. S. Ginger, R. A. J. Janssen, A. Petrozza, H. J. Snaith, ACS Nano 2015, 9, 9380. J. Rodríguez-Carvajal, Phys. B Phys. Condens. Matter 1993, 192, 55. C. Müller, T. Glaser, M. Plogmeyer, M. Sendner, S. Döring, A. A. Bakulin, C. Brzuska, R. Scheer, M. S. Pshenichnikov, W. Kowalsky, A. Pucci, R. Lovrincic, Chem. Mater. 2015, 27, 7835. J. Yang, B. D. Siempelkamp, D. Liu, T. L. Kelly, ACS Nano 2015, 9, 1955. E. Aydin, M. Bastiani, S. Wolf, Adv. Mater. 2019, 31, 1900428. B. P. Dhamaniya, P. Chhillar, B. Roose, V. Dutta, S. Pathak, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 22228. a) N. K. Noel, S. N. Habisreutinger, B. Wenger, M. T. Klug, M. T. Hörantner, M. B. Johnston, R. J. Nicholas, D. T. Moore, H. J. Snaith, Energy Environ. Sci. 2017, 10, 145;. b) D. W. DeQuilettes, S. Koch, S. Burke, R. K. Paranji, A. J. Shropshire, M. E. Ziffer, D. S. Ginger, ACS Energy Lett. 2016, 1, 438. a) D. Y. Son, J. W. Lee, Y. J. Choi, I. H. Jang, S. Lee, P. J. Yoo, H. Shin, N. Ahn, M. Choi, D. Kim, N. G. Park, Nat. Energy 2016, 1, 1;. b) J. W. Lee, S. Bae, Y. T. Hsieh, N. De Marco, M. Wang, P. Sun, Y. A. Yang, Chem 2017, 3, 290;. c) D. W. DeQuilettes, S. M. Vorpahl, S. D. Stranks, H. Nagaoka, G. E. Eperon, M. E. Ziffer, H. J. Snaith, D. S. Ginger, Science 2015, 348, 683;. d) E. Mosconi, J. M. Azpiroz, F. De Angelis, Chem. Mater. 2015, 27, 4885. I. Schnell, A. Lupulescu, S. Hafner, D. E. Demco, H. W. Spiess, J. Magn. Reson. 1998, 133, 61. |
| معلومات مُعتمدة: | N° 826013 European Union's Horizon2020 Research and Innovation Program |
| فهرسة مساهمة: | Keywords: defects passivation; degradation; in situ X-ray diffraction; in situ liquid-cell transmission electron microscopy; moisture stability; perovskite solar cells; solid-state NMR |
| تواريخ الأحداث: | Date Created: 20211220 Latest Revision: 20211220 |
| رمز التحديث: | 20240628 |
| DOI: | 10.1002/smtd.202000834 |
| PMID: | 34927888 |
| قاعدة البيانات: | MEDLINE |
Full Text Finder | تدمد: | 2366-9608 |
|---|---|
| DOI: | 10.1002/smtd.202000834 |