Quantifying cooperative FA+/MA+ ion migration in mixed perovskites via nano-infrared imaging

化学物理 钙钛矿(结构) 材料科学 纳米尺度 离子 扩散 格子(音乐) 分子动力学 密度泛函理论 电压 纳米技术 化学稳定性 红外线的 位阻效应 混合(物理) 动力学(音乐) 化学工程 纳米结构 局部对称性
作者
Jing Liang,Mu-Hao Lan,Shu Ding,Xing-Hua Xia,Jie Li
出处
期刊:National Science Review [Oxford University Press]
卷期号:13 (6): nwag071-nwag071
标识
DOI:10.1093/nsr/nwag071
摘要

Ion migration plays a critical role in the operational stability and efficiency of hybrid perovskite solar cells, yet direct and species-specific quantification of mobile cations remains challenging. Here, we employ infrared photo-induced force microscopy (IR-PiFM) to investigate the migration dynamics of MA+ and FA+ in MAPbI3, FAPbI3 and FA0.5MA0.5PbI3. These techniques allow nanoscale mapping and real-time tracking of individual cations with high chemical specificity and 250 μs temporal resolution. Our results reveal composition- and location-dependent ion transport behavior; while MA+ exhibits higher mobility in pure MAPbI3, its diffusion is significantly suppressed in the mixed-cation system. Surprisingly, FA+ and MA+ in FA0.5MA0.5PbI3 exhibit similar migration rates, suggesting a cooperative migration mechanism. Density functional theory calculations support this interpretation, showing that A-site mixing alters lattice symmetry and raises migration barriers through steric and electrostatic interactions. Bias-dependent nano-infrared imaging and open-circuit voltage measurements further show that mixed-cation perovskites confine cation motion and suppress bulk migration, leading to stabilized internal fields and improved voltage performance. These results provide direct evidence for cooperative cation migration dynamics in mixed A-cation perovskites and demonstrate that controlled cation mobility, rather than complete immobilization, may be key to achieving both efficiency and operational durability in perovskite optoelectronics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
寻遇完成签到,获得积分10
1秒前
Zer完成签到,获得积分0
1秒前
wpp完成签到,获得积分10
1秒前
YL完成签到,获得积分10
2秒前
小蘑菇的应助被汪勇采纳,获得10
2秒前
YANGZIX完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6.4的应助被yadikar采纳,获得50
2秒前
秋秋完成签到,获得积分10
3秒前
Hello的应助被CT采纳,获得10
3秒前
呢喃完成签到 ,获得积分10
3秒前
wjw完成签到,获得积分10
4秒前
脸像大饼发布了新的文献求助10
4秒前
充电宝的应助被qq采纳,获得10
4秒前
4秒前
赘婿的应助被LamChem采纳,获得10
5秒前
思源的应助被犹豫的雨真采纳,获得10
5秒前
alqb的应助被xch采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
orixero的应助被火星上的友卉采纳,获得10
6秒前
6秒前
mm完成签到,获得积分20
6秒前
cw发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
lxj发布了新的文献求助10
9秒前
jyz发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
1281440966完成签到,获得积分10
9秒前
自然的衫完成签到 ,获得积分0
10秒前
Shi完成签到,获得积分10
11秒前
一叶扁舟发布了新的文献求助10
11秒前
maxiaole的应助被茶包采纳,获得10
11秒前
summer的应助被liuzengzhang666采纳,获得10
11秒前
11秒前
Lelepok发布了新的文献求助10
12秒前
大方魂幽发布了新的文献求助10
12秒前
sheep完成签到,获得积分10
13秒前
nanah完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Convergent and bidirectional strategies towards the total synthesis of hemibrevetoxin B 300
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7799383
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9334465
关于积分的说明 20467166
捐赠科研通 7390491
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3326023
关于科研通互助平台的介绍 2473113
邀请新用户注册赠送积分活动 2343521