（来源：全球光伏）
由中国国际科技促进会钙钛矿产业分会主办的“第二届钙钛矿与叠层电池（大西南）产业化论坛”将于2025年11月15-16日在天府之国成都召开。
论坛特别邀请到电子科技大学【刘顺畅】教授、【赵怡程】教授做精彩演讲报告，【黄江】博士为论坛特邀主持，欢迎莅临交流！
尽管人们已付出诸多努力以提升基于溴-碘混合卤化物钙钛矿的宽带隙（WBG，溴含量高于20%）钙钛矿太阳能电池的光伏性能，但目前对其薄膜的结晶动力学以及溴混合对结晶动力学的作用仍缺乏深入理解。
通讯作者：电子科大乔梁 & 劳伦斯 伯克利国家实验室Carolin M Sutter-Fella & 慕尼黑工业大学Peter Müller-Buschbau m
此外，一个被忽视的方面是揭示卤化物组成、结晶动力学、晶体结构和电荷转移动力学之间的关联。
溴-碘混合卤化物宽带隙钙钛矿薄膜存在两种本质上不同的结晶动力学过程：
一：是中间体溶剂复合物相辅助生长（富碘）；
二：是自上而下的向下生长（富溴）。
这种向下生长（包括高溴浓度）与高度垂直取向的钙钛矿薄膜相关，并伴随着由溶解和再结晶过程与卤化物均质化共同作用导致的缺陷形成。
因此，富溴宽带隙钙钛矿薄膜虽然表现出增强的电荷载流子传输性能，但同时也受到非辐射电荷复合的困扰。
（GIWAX和TRPL显示Br引入对钙钛矿结晶性和电荷传输影响甚大）
图 1. 富溴 WBG 钙钛矿薄膜的结构与电荷转移机制。
(a) MAPbI Br 薄膜的二维掠入射广角 X 射线散射数据。(b) MAPbI Br 薄膜的光致发光寿命 mapping 图像。(c) 玻璃基底上的裸 MAPbI Br 薄膜、(d) PTAA/MAPbI Br 以及 (e) MAPbI Br /PCBM 薄膜的时间分辨光致发光光谱。(f) 示意图描绘了薄膜内微晶不同优先取向程度与有效电荷传输范围的关系。强垂直取向为有效电荷提取提供了定向通道，而无规取向导致电荷载流子扩散路径的方向各向异性，从而减缓电荷提取。
图 2. 多模态原位分析池示意图及二维 GIWAXS 数据中观察到的结构转变。
(a, b) 多模态原位分析池示意图，突出了二维 GIWAXS 与 PL 的联用测量。(c) 原位旋涂标准化过程中关键步骤的示意图。(d) MAPbI Br 和 MAPbIBr 薄膜在反溶剂滴加前、滴加时（t = 5 秒）及滴加后结构转变过程中，二维 GIWAXS 数据随散射矢量分量 q 和 q 的变化。
图 3. GIWAXS 和 PL 数据中观察到的五个阶段 mapping，以及 MAPbI Br 和 MAPbIBr 薄膜特征参数的时间演化。
(a-f) MAPbI Br 薄膜和 (g-l) MAPbIBr 薄膜。(a, g) 径向积分的二维 GIWAXS 数据随 q 位置的变化，以及 (d, j) PL 数据随波长和基底温度（橄榄绿线）的变化。
(a) 中的蓝色阴影区域突出了中间相（即 MAPbI Br·DMSO 溶剂复合物相和立方钙钛矿相）的时间演化。为解析 (g) 中观察到的峰分裂特征并确保两个衍射图 (a, g) 的一致性，q 范围显示至 3.5 。
(b) MAPbI Br（黑色）和 MAPI Br·DMSO 溶剂复合物（绿色）的径向积分二维 GIWAXS 强度的时间演化，以及 (c) MAPbI Br (100) 峰的 q 位置及其相关峰半高宽的时间演化。(e) MAPbI Br 薄膜的 PL 发射强度、(f) PL 峰位及其相关峰半高宽的时间演化。
(h) MAPbIBr (100) 峰的径向积分二维 GIWAXS 强度的时间演化，以及 (i) MAPbIBr (100) 峰的 q 位置及其相关峰半高宽的时间演化。(k) MAPbIBr 薄膜的 PL 发射强度、(l) PL 峰位及其相关峰半高宽的时间演化。
MAPbI Br 和 MAPbIBr 的不同阶段划分是根据其时间分辨 PL mapping (d, j) 中观察到的特征以及提取的 PL 强度曲线 (e, k) 确定的。考虑到两种薄膜的加热条件可视为基本相同，相变时序（例如阶段 III）的差异主要源于每种材料本身的性质。
MAPbI Br 的阶段 III 发生在 t = 24-64 秒（对应约 30-70°C），而 MAPbIBr 的阶段 III 发生在 t = 30-84 秒（对应约 36-90°C）。
图 4. 由溴含量调控的 WBG 钙钛矿薄膜的结晶动力学与组分。
两种结晶动力学过程的示意图：一种是中间相辅助生长 (a, c)，另一种是自上而下的向下垂直取向生长 (b, d)。随着溴浓度增加，中间相辅助生长模式（富碘）转变为自上而下的向下垂直取向生长模式（富溴）。
相应地，具有无规取向的多晶钙钛矿薄膜转变为具有高度垂直取向的、近乎单晶质量的钙钛矿薄膜。(e) MAPbI Br 和 (g) MAPbIBr 薄膜沉积在 ITO 基底上的飞行时间二次离子质谱深度剖面图。
(f) MAPbI Br 和 (h) MAPbIBr 薄膜中相应的 PbI Br 和 PbIBr 离子分布图。绿色和蓝色虚线分别表示薄膜的表面和体相区域。
图 5. 富溴 WBG 钙钛矿太阳能电池器件内的电荷载流子提取。
(a) 100.0%、(b) 31.6%、(c) 10.0% 和 (d) 3.0% 光照强度下，MAPbI Br (x = 0, 1, 1.5, 2, 3) 钙钛矿太阳能电池的归一化瞬态光电流衰减曲线。(e) 提取的 MAPbI Br 钙钛矿太阳能电池光电流衰减时间随光照强度的变化关系。
此处，我们将寿命定义为信号脉冲后检测到总光电流的 1 - 1/e（ 63.0%）时所对应的时间，以此表征电荷提取速率。(f) MAPbI Br 钙钛矿太阳能电池的强度调制光电流谱分析：不同偏压（-1 V, -0.5 V, 0 V, 0.5 V, 1 V）下的寿命。
电荷转移时间常数 ( ) 通过 IMPS 量的虚部达到最大值时的频率来求取。平均电荷转移时间（由虚线表示）是每种组分材料在不同偏压条件下的平均值。
