Cations substitution tuning phase stability in hybrid perovskite single crystals by strain relaxation.
Cations substitution tuning phase stability in hybrid perovskite single crystals by strain relaxation.
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通过应变弛豫调节杂化钙钛矿单晶中的阳离子取代相稳定性
DOI：
10.1039/c7ra12521f
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发表时间：
2018-01-12
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Li, P. G.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu, C.;Chen, K.;Guo, D. Y.;Wang, S. L.;Li, P. G.
甲基铵（MA）和甲脒（FA）是卤化铅钙钛矿中两种典型的A位阳离子。合成晶体的不稳定性会降低由钙钛矿构成的光电器件的性能。立方晶体结构的MAPbI3和FAPbI3在室温下最稳定。本文采用反温度结晶策略，分别用乙胺（EA）部分取代甲基铵（MA）和甲基铵（MA）部分取代甲脒（FA），合成了MA(EA)PbI3单晶和FA(MA)PbI3单晶。XRD结果表明，两种晶体结构均为立方结构，表明有机掺入可以稳定卤化铅钙钛矿的晶体结构。单晶中晶格畸变的减少和应变松弛被认为是导致高稳定性的原因。低阱态密度的MA(EA)PbI3和FA(MA)PbI3单晶具有优异的光吸收性能，在光电器件中具有潜在的应用前景。
Methylammonium (MA) and formamidinium (FA) are two typical A site cations in lead halide perovskites. Instability of synthesised crystals will degrade the properties of the photoelectrical device constructed by such perovskites. MAPbI3 and FAPbI3 in cubic crystal structure have been demonstrated to be the most stable at room temperature. Herein we synthesised MA(EA)PbI3 and FA(MA)PbI3 single crystals using an inverse-temperature crystallization strategy by partially substituting the methylammonium (MA) with ethylammonium (EA) and the formamidinium (FA) with methylammonium (MA) respectively. The XRD results show that both crystal structures are cubic, which means organic incorporation can stabilize the crystal structure of lead halide perovskites. The lattice distortion decrease and strain relaxation in single crystals were considered to be the reason leading to higher stability. The single crystals of MA(EA)PbI3 and FA(MA)PbI3 with low trap state density exhibit excellent light-absorbing properties, indicating their potential applications in photoelectric devices.
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