journal article·2019

Understanding the mechanism of metal-induced degradation in perovskite nanocrystals

Seryio Saris, Valerie Niemann, Valeria Mantella, Anna Loiudice, Raffaella Buonsanti

Nanoscale· Volume 11· Issue 41
Publisher page

Abstract

A deeper understanding of the perovskite-metal chemistry is crucial to elucidate the instability problems at the device level that can be caused by such interactions. Here, we study the reactions occurring between CsPbX3 (X = Br, BrI, I) perovskite and metal (M = Ag, Cu, Au) nanocrystals. We demonstrate a fast (<1 hour) optical and structural degradation of the I-containing nanocrystals driven by the formation of metal iodides with reaction kinetics according to the following order Cu < Ag < Au. These results point to the need for thoughtful considerations while constructing optoelectronic devices out of all-inorganic CsPbX3 nanocrystals, where the use of contact metals is a necessity.
Source: europepmc · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Perovskite Materials and Applications · ZnO doping and properties · Electronic and Structural Properties of Oxides

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Laboratory of Nanochemistry for Energy Research

Institute of Chemical Sciences and Engineering

Ecole Politechnique Fédérale de Lausanne

Sion CH-1950

Switzerland

Funding

Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung

References (58)

Show source-provided references
1. Liu · Nature · 2013 · 501 · 39510.1038/nature12509 ↗
2. Saliba · Science · 2017 · 744 · 739
3. Petrus · Adv. Energy Mater. · 2017 · 1700264 · 1
4. Saliba · Science · 2016 · 354 · 20610.1126/science.aah5557 ↗
5. Tsai · Nature · 2016 · 536 · 31210.1038/nature18306 ↗
6. Kim · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 1
7. Jodlowski · Nat. Energy · 2017 · 2 · 97210.1038/s41560-017-0054-3 ↗
8. Saparov · Chem. Rev. · 2016 · 116 · 455810.1021/acs.chemrev.5b00715 ↗
9. Zhou · Science · 2014 · 345 · 54210.1126/science.1254050 ↗
10. Dong · J. Mater. Chem. A · 2018 · 2172910.1039/C8TA06376A ↗
11. Shamsi · Chem. Rev. · 2019 · 119 · 329610.1021/acs.chemrev.8b00644 ↗
12. Akkerman · Nat. Mater. · 2018 · 17 · 39410.1038/s41563-018-0018-4 ↗
13. Protesescu · Nano Lett. · 2015 · 15 · 369210.1021/nl5048779 ↗
14. Van der Stam · J. Am. Chem. Soc. · 2017 · 139 · 408710.1021/jacs.6b13079 ↗
15. Akkerman · J. Am. Chem. Soc. · 2015 · 137 · 1027610.1021/jacs.5b05602 ↗
16. Nedelcu · Nano Lett. · 2015 · 15 · 563510.1021/acs.nanolett.5b02404 ↗
17. Li · Adv. Funct. Mater. · 2016 · 26 · 243510.1002/adfm.201600109 ↗
18. Hassan · J. Am. Chem. Soc. · 2019 · 141 · 126910.1021/jacs.8b09706 ↗
19. Sun · Adv. Mater. · 2016 · 28 · 1008810.1002/adma.201603081 ↗
20. Yakunin · Nat. Commun. · 2015 · 6 · 805610.1038/ncomms9056 ↗
21. Wang · Adv. Mater. · 2015 · 27 · 710110.1002/adma.201503573 ↗
22. Zhang · RSC Adv. · 2017 · 7 · 3672210.1039/C7RA06597C ↗
23. Ramasamy · Chem. Commun. · 2016 · 52 · 206710.1039/C5CC08643D ↗
24. Akkerman · Nat. Energy · 2017 · 2 · 110.1038/nenergy.2016.194 ↗
25. Swarnkar · Science · 2016 · 354 · 9210.1126/science.aag2700 ↗
26. Mauri · ACS Energy Lett. · 2017 · 2 · 236810.1021/acsenergylett.7b00701 ↗
27. Xu · J. Am. Chem. Soc. · 2017 · 139 · 566010.1021/jacs.7b00489 ↗
28. Ou · Angew. Chem., Int. Ed. · 2018 · 57 · 1357010.1002/anie.201808930 ↗
29. Kong · ACS Energy Lett. · 2018 · 3 · 265610.1021/acsenergylett.8b01658 ↗
30. Meng · Nat. Commun. · 2018 · 1
31. Misra · J. Phys. Chem. Lett. · 2015 · 6 · 32610.1021/jz502642b ↗
32. Loiudice · Angew. Chem., Int. Ed. · 2017 · 56 · 1069610.1002/anie.201703703 ↗
33. Li · Adv. Energy Mater. · 2017 · 7 · 160292210.1002/aenm.201602922 ↗
34. Kato · Adv. Mater. Interfaces · 2015 · 2 · 150019510.1002/admi.201500195 ↗
35. Domanski · ACS Nano · 2016 · 10 · 630610.1021/acsnano.6b02613 ↗
36. Kerner · APL Mater. · 2019 · 041103 · 04110310.1063/1.5083812 ↗
37. Guerrero · ACS Nano · 2016 · 10 · 21810.1021/acsnano.5b03687 ↗
38. Back · Energy Environ. Sci. · 2016 · 9 · 125810.1039/C6EE00612D ↗
39. Leijtens · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 110.1038/ncomms3885 ↗
40. Zhao · Energy Environ. Sci. · 2016 · 9 · 365010.1039/C6EE02980A ↗
41. Gao · J. Phys. Chem. C · 2017 · 121 · 2038710.1021/acs.jpcc.7b06929 ↗
42. Bi · J. Phys. Chem. Lett. · 2019 · 10 · 94310.1021/acs.jpclett.9b00290 ↗
43. Liu · J. Am. Chem. Soc. · 2016 · 138 · 1495410.1021/jacs.6b08085 ↗
44. Balakrishnan · ACS Energy Lett. · 2017 · 2 · 8810.1021/acsenergylett.6b00592 ↗
45. Roman · Nano Lett. · 2017 · 556110.1021/acs.nanolett.7b02355 ↗
46. Li · Nanoscale · 2019 · 319310.1039/C8NR09783F ↗
47. Dane · Nat. Commun. · 2016 · 7 · 1168310.1038/ncomms11683 ↗
48. Gratia · J. Am. Chem. Soc. · 2016 · 138 · 1583210.1021/jacs.6b10049 ↗
49. Ghosh · Chem. Rev. · 2018 · 118 · 780410.1021/acs.chemrev.8b00158 ↗
50. De Roo · ACS Nano · 2016 · 10 · 207110.1021/acsnano.5b06295 ↗
51. Protesescu · ACS Nano · 2017 · 11 · 311910.1021/acsnano.7b00116 ↗
52. Biesinger · Surf. Interface Anal. · 2017 · 132510.1002/sia.6239 ↗
53. R. Revie and H.Uhlig , Corrosion and Corrosion Control: An introduction to corrosion science and engineering , John Wiles & Sons , New Jersey , 4th edn, 1972 , vol. 7
54. Figuerola · Adv. Mater. · 2009 · 21 · 55010.1002/adma.200801928 ↗
55. Cheng · Angew. Chem., Int. Ed. · 2003 · 42 · 44910.1002/anie.200390136 ↗
56. Hung · Adv. Mater. · 2010 · 22 · 191010.1002/adma.200903947 ↗
57. Peng · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2010 · 107 · 1453010.1073/pnas.1007524107 ↗
58. Li · Adv. Mater. · 2016 · 28 · 352810.1002/adma.201600064 ↗