Йодид формамидиния (FAI), идентифицируемый по номеру CAS 879643-71-7, стал ключевым материалом в развитии технологии солнечной энергии. Его уникальные химические и физические характеристики делают его предпочтительным выбором по сравнению с более ранними материалами, такими как йодид метиламмония-свинца (MAPbI3), для разработки высокопроизводительных перовскитных солнечных элементов (PSC). Стремление к эффективным и стабильным PSC в значительной степени зависит от понимания и использования свойств FAI.

Одним из ключевых преимуществ йодида формамидиния является его вклад в достижение более низких запрещенных зон в поглощающих слоях перовскита. Это имеет решающее значение для максимизации поглощения солнечного спектра, тем самым увеличивая общую эффективность солнечных элементов. Исследователи постоянно работают над перовскитными солнечными элементами на основе йодида формамидиния, чтобы полностью использовать этот потенциал. В отличие от своего предшественника, перовскиты на основе FAI также демонстрируют улучшенную экологическую стабильность, что является критически важным фактором для долговечности и коммерческой жизнеспособности солнечных технологий.

Однако путь с FAI не лишен проблем. Основным препятствием является внутренняя нестабильность его фотоактивной черной фазы, известной как α-FAPbI3. Эта фаза может легко трансформироваться в неперовскитную, неактивную желтую фазу, обозначаемую как δ-FAPbI3, при воздействии влаги, тепла или даже длительного освещения. Поэтому значительное внимание в этой области уделяется стабилизации альфа-FAPbI3 фазы.

Для преодоления этого ученые применяют сложные стратегии в инженерном проектировании состава перовскитов. Это включает тщательный подбор и включение различных элементов или соединений в структуру FAI для повышения ее внутренней стабильности. Например, исследования по контролю дефектов в FAPbI3 имеют жизненно важное значение. Путем минимизации или устранения образования внутренних дефектов, таких как вакансии или междоузлия йода, сопротивляемость материала фазовому переходу может быть значительно улучшена. Эти дефекты могут служить центрами зародышеобразования для нежелательной δ-фазы, ускоряя процесс деградации.

Кроме того, исследования по легированию по сайту A для перовскитов и легированию по сайту B в FAPbI3 показали многообещающие результаты. Введение специфических катионов, таких как цезий (Cs) или даже лантаноидные ионы, может изменить динамику решетки и химические связи в структуре перовскита, тем самым кинетически и термодинамически стабилизируя α-фазу. Например, легирование перовскитных материалов ионами лантаноидов является активной областью исследований, направленных на создание более прочных структур FAI.

Цель состоит в том, чтобы понять основные механизмы деградации перовскитных солнечных элементов и разработать эффективные контрмеры. Это включает не только химические модификации, но и передовые методы обработки. Тщательное изучение применений йодида формамидиния-свинца продолжает стимулировать инновации, открывая путь к более эффективным и долговечным решениям в области солнечной энергетики. По мере развития этой области FAI остается на переднем крае, обещая светлое будущее для солнечной энергии.