研究目的
理解成分如何影响钙钛矿的机械完整性,并确定提高凝聚力和可靠性的设计标准,以推动??榧镀骷姆⒄埂?/p>
研究成果
添加Cs和FA阳离子会进一步降低钙钛矿薄膜的机械完整性,这主要归因于晶粒尺寸减小和PbI2的引入。通过测量单晶钙钛矿的断裂韧性发现,平面钙钛矿层本身就容易发生断裂。引入如BA这类可塑性变形的阳离子可使Gc值适度提升。当将钙钛矿注入多孔TiO2/ZrO2/C骨架以提供外部应力增强时,观察到断裂韧性获得最显著的改善。
研究不足
钙钛矿的机械脆性特性可能会阻碍其作为可行太阳能技术的长远发展。平面钙钛矿结构在加工、处理及运行过程中容易发生分层和断裂。
1:实验设计与方法选择:
采用双悬臂梁(DCB)试验测量不同钙钛矿膜的粘聚能Gc。通过显微压痕硬度测试估算单晶钙钛矿的断裂韧性。
2:样品选择与数据来源:
钙钛矿层通过旋涂、狭缝涂布和滴铸等溶液法制备,材料体系包含MA/FA、Cs/FA、Cs/MA/FA、BA/MA及5-AVA/MA组分。
3:实验设备与材料清单:
力学测试系统、载荷传感器、伺服作动器、显微压痕硬度测试系统。
4:实验流程与操作步骤:
试样夹持于夹具间以恒定位移速率加载至载荷下降(对应裂纹扩展),根据各临界载荷计算Gc并取平均值。
5:数据分析方法:
通过施加载荷与压痕中心测量的裂纹长度估算KIC值。
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