在鈣鈦礦薄膜的制備過程中，通常被用作前驅(qū)體材料。它作為甲銨陽離子（CH3NH3+）和碘陰離子（I-）的來源，而這兩種離子是形成鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)所必需的。甲基碘化胺是一種基于有機(jī)鹵化物的鈣鈦礦材料，可用于制造高性能有機(jī)太陽能電池。
甲基碘化胺（CH?NH?I，簡(jiǎn)稱 MAI）是制備甲脒鉛碘（FAPbI?）、甲脒銫鉛碘（FACsPbI?）等鈣鈦礦材料的核心有機(jī)陽離子前驅(qū)體，核心優(yōu)勢(shì)是成膜性優(yōu)、能級(jí)匹配好、制備兼容性強(qiáng)，能顯著提升鈣鈦礦器件的光電性能與穩(wěn)定性，具體如下：
精準(zhǔn)調(diào)控鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)與成膜質(zhì)量
- MAI 提供的甲基銨離子（MA?）半徑適配鈣鈦礦 ABX?晶格（A 位陽離子位點(diǎn)），與 PbI?等鹵化物前驅(qū)體反應(yīng)時(shí)，能快速形成結(jié)晶度高、表面平整的鈣鈦礦薄膜（如 MAPbI?）。
- 可與甲脒碘（FAI）、碘化銫（CsI）按比例復(fù)配，抑制純 FAPbI?的相轉(zhuǎn)變問題，形成混合陽離子鈣鈦礦，晶粒尺寸可從數(shù)百納米提升至微米級(jí)，晶界缺陷大幅減少。
優(yōu)化光電特性，提升器件核心性能
- 調(diào)控帶隙適配應(yīng)用需求，純 MAPbI?的帶隙約 1.55 eV，與 FAI、CsI 復(fù)配后可將帶隙精準(zhǔn)調(diào)控至 1.48-1.55 eV，適配單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池的最優(yōu)帶隙范圍，助力光電轉(zhuǎn)換效率突破 25%。
- 提升載流子傳輸性能，MA?的引入能減少鈣鈦礦晶格中的離子遷移，延長(zhǎng)載流子壽命（可達(dá)微秒級(jí)），降低非輻射復(fù)合損耗，讓器件的開路電壓和填充因子顯著提升。
增強(qiáng)器件穩(wěn)定性，緩解性能衰減
- 混合陽離子體系中，MA?能填充晶格空位，強(qiáng)化晶格結(jié)合能，抑制鈣鈦礦薄膜在光照、高溫下的降解。例如 FA-MA-Cs 三元鈣鈦礦在 85℃高溫、85% 濕度環(huán)境下放置 500 小時(shí)，效率保留率達(dá) 80% 以上。
- 改善薄膜的水汽耐受性，MA?與鹵離子的強(qiáng)相互作用可減少水汽對(duì)晶格的侵蝕，降低鈣鈦礦材料的水解速率，延長(zhǎng)器件使用壽命。
兼容性強(qiáng)，適配多元制備工藝
- 溶解性優(yōu)異，易溶于 DMF、DMSO 等常用有機(jī)溶劑，能與其他前驅(qū)體均勻混合，形成穩(wěn)定的前驅(qū)體溶液，保障器件性能的一致性。
- 兼容旋涂、刮涂、噴墨打印等多種低成本制備工藝，既適用于實(shí)驗(yàn)室小面積器件研發(fā)，也能適配規(guī)?；a(chǎn)流程，無需額外調(diào)整設(shè)備或工藝參數(shù)。
適配多元鈣鈦礦器件類型
- 核心用于鈣鈦礦太陽能電池，作為活性層前驅(qū)體的關(guān)鍵組分，支撐單節(jié)、疊層（與硅基、寬禁帶鈣鈦礦）電池的高效制備。
- 適配鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）、光電探測(cè)器等器件，通過調(diào)控 MA?比例優(yōu)化載流子注入與傳輸，提升器件的發(fā)光效率或光響應(yīng)性能。
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