Hình ảnh 3D ở quy mô nano tiết lộ dòng điện tích trong pin mặt trời perovskite

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ và Kỹ thuật Vật liệu Ningbo (NIMTE), Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đã phát triển một kỹ thuật hình ảnh điện ba chiều mới sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử dẫn điện cắt lớp (TC-AFM) để quan sát trực tiếp sự vận chuyển điện tích bên trong các màng pin mặt trời perovskite ở quy mô nano. Phương pháp này lần lượt loại bỏ các lớp siêu mỏng từ màng trong khi đo độ dẫn điện cục bộ, cho phép tái tạo bản đồ 3D về dòng điện tích. Cách tiếp cận này giải quyết một thách thức then chốt trong pin mặt trời perovskite: các khuyết tật vi mô nội bộ làm gián đoạn sự vận chuyển điện tích, giảm hiệu suất và ảnh hưởng đến độ bền lâu dài, điều mà các công cụ chẩn đoán truyền thống không thể nắm bắt đầy đủ. Áp dụng TC-AFM, các nhà nghiên cứu đã so sánh các màng chưa xử lý với các màng được xử lý bằng các chiến lược thụ động hóa khối và bề mặt nhằm giảm thiểu khuyết tật. Các màng chưa xử lý cho thấy các vùng có độ dẫn thấp rộng lớn, đặc biệt dọc theo các ranh giới hạt, trong khi thụ động hóa khối đã giảm đáng kể các vùng trở kháng này trong toàn bộ nội thất màng. Thụ động hóa bề mặt chủ yếu cải thiện độ dẫn gần giao diện trên cùng, điều quan trọng đối với điện cực.