埃因霍温理工大学René A. J. Janssen团队在Nature Communications期刊发表题为“Local halide heterogeneity drives surface wrinkling in mixed-halide wide-bandgap perovskites”的研究论文，Kunal Datta为第一作者，Kunal Datta & René A. J. Janssen为共同通讯作者。
核心亮点：本文通过研究混合卤化物钙钛矿薄膜的形成动力学及其对局部成分和光电子性质的影响，揭示了表面皱纹的形成机制。使用原位X射线散射、纳米X射线荧光和超光谱光致发光成像等技术，研究了不同成分的钙钛矿薄膜的结晶过程和成分分布，发现局部卤化物的不均匀分布导致了表面皱纹的形成，并影响了薄膜的带隙和光致发光特性。
宽带隙（1.8−2.1 eV）混合卤化物钙钛矿在制备高质量溶液处理薄膜方面存在关键瓶颈，阻碍了其在高效多结太阳能电池中的应用。特别是，混合阳离子（甲酰胺铵-甲基铵）宽禁带钙钛矿薄膜容易形成微米级皱纹，这与多结器件所需的光滑表面相冲突。这些皱纹的形成归因于薄膜在结晶过程中产生的压缩应力，导致形貌不均匀和残余应力，从而降低器件性能和稳定性。
鉴于此，埃因霍温理工大学Kunal Datta & René A. J. Janssen团队通过研究皱纹混合卤化物钙钛矿薄膜的形成动力学及其对局部成分和光电性能的影响。在钙钛矿薄膜形成过程中使用原位X射线散射来表明，在使用基于反溶剂的工艺铸造的皱纹薄膜中，富含溴化物的钙钛矿的结晶先于混合卤化物相的结晶。利用纳米级X射线荧光和高光谱光致发光成像，还展示了褶皱区域中富含碘和溴的相的形成。这种固有的空间卤化物偏析导致局部带隙变化和 Urbach能量增加。形貌无序和成分异质性也会加剧亚带隙电子缺陷的形成，从而降低光稳定性并加速薄膜和太阳能电池中碘和溴离子的光诱导偏析。
本研究不仅揭示了混合卤素钙钛矿薄膜中表面褶皱和卤素异质性对光电性能和稳定性的影响，还提供了抑制这些缺陷的潜在方向，为钙钛矿材料在高效太阳能电池中的应用提供了重要的理论依据和实验数据。
本文来源：https://doi.org/10.1038/s41467-025-57010-6