氟化鋰是具有高熔點的白色晶體固體，易溶于氫氟酸，難溶于有機溶劑且性質(zhì)穩(wěn)定。它廣泛應(yīng)用于可充電電池、存儲設(shè)備和熱致發(fā)光材料領(lǐng)域。LiF也用作OLED或PLED器件中的耦合層，以增強電子注入。另一方面，由于其帶隙允許高效地傳輸光，因此更適合于光學(xué)應(yīng)用。作為添加劑，制造用于鋰離子電池的SiO@C/石墨復(fù)合陽極材料。氟化鋰能穩(wěn)定固體電解質(zhì)界面（SEI），并提高初始庫侖效率。
氟化鋰（LiF）在鈣鈦礦器件中多作為界面修飾層、缺陷鈍化劑或封裝輔助材料使用，既能大幅提升鈣鈦礦太陽能電池、鈣鈦礦 LED 等器件的光電轉(zhuǎn)換與發(fā)光效率，又能顯著增強其穩(wěn)定性，同時適配多種器件結(jié)構(gòu)與制備場景，具體優(yōu)勢如下：
- 高效鈍化缺陷，減少能量損耗
- 鈣鈦礦表面和晶界易存在配位不足的 Pb2?等缺陷，這些缺陷會導(dǎo)致載流子復(fù)合，降低器件性能。LiF 中的 F?離子可與鈣鈦礦表面的 Pb2?結(jié)合，形成穩(wěn)定的 PbF?鈍化層，大幅降低缺陷態(tài)密度。例如在 FAPbI?基鈣鈦礦太陽能電池中，引入 LiF 后缺陷態(tài)密度從 1.1×101? cm?3 降至 4.8×101? cm?3。
- 對于鈣鈦礦 LED，LiF 還能抑制電子傳輸層（ETL）引發(fā)的發(fā)射極猝滅，同時平衡電荷注入與輸運，讓綠色準(zhǔn)二維鈣鈦礦 LED 的最大外量子效率（EQE）提升至 16.35%，相比無 LiF 的器件峰值 EQE 提高了 94%。
- 優(yōu)化界面特性，提升器件核心性能
- 解決界面能級失配和電荷注入受阻問題，在鈣鈦礦與電極或傳輸層的界面引入 LiF，可排斥界面處的空穴載流子，減少界面復(fù)合損耗，還能改善界面物理接觸，避免空隙形成。比如在鈣鈦礦 - CIGS 疊層電池中，LiF 作為場效應(yīng)鈍化層使用，助力器件功率轉(zhuǎn)換效率提升；在 24cm2 的鈣鈦礦 - 晶硅疊層電池中，LiF 中間層可減少分流損失，使電池穩(wěn)態(tài)功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 25.1%。
- 適配柔性器件的界面需求，LiF 薄膜具有良好的柔韌性，在柔性鈣鈦礦太陽能電池中，適配 PET 基底的彎折需求，彎曲半徑 8mm、彎折 500 次后，器件效率保留率仍達(dá) 83%。
- 強化環(huán)境與工況穩(wěn)定性，延長器件壽命
- 阻擋水汽侵蝕，LiF 具有優(yōu)良的致密性，能形成物理屏障，減少水汽對鈣鈦礦層的侵蝕。例如含 LiF 的鈣鈦礦太陽能電池在 60℃、50% 濕度環(huán)境下放置 600 小時，效率衰減率僅 14%，而無 LiF 的器件衰減率達(dá) 38%。
- 抑制熱降解與光降解，LiF 可抑制鈣鈦礦在高溫和光照下的降解問題。實驗顯示，加入 LiF 的鈣鈦礦器件在 1 倍太陽光照射或 85℃高溫條件下放置 1000 小時后，仍能保留 90% 以上的初始效率。
- 適配多元器件類型，兼容性強
- 適配鈣鈦礦太陽能電池的多種結(jié)構(gòu)，無論是有孔傳輸層的常規(guī)結(jié)構(gòu)電池，還是無空穴傳輸層的碳基電池，LiF 都能通過界面修飾發(fā)揮作用；同時也能適配疊層電池，如鈣鈦礦 - CIGS、鈣鈦礦 - 晶硅疊層電池等。
- 助力鈣鈦礦 LED 性能突破，除綠色準(zhǔn)二維鈣鈦礦 LED 外，其修飾策略還具有良好的重現(xiàn)性，為不同波段鈣鈦礦 LED 的性能優(yōu)化提供了通用方案，且能使這類 LED 器件壽命提升 3 倍。
- 制備工藝友好，降低規(guī)模化難度
- LiF 可通過熱蒸發(fā)、濺射等常用薄膜沉積工藝制備，且所需厚度較?。ㄍǔH幾納米），不會對鈣鈦礦器件的整體結(jié)構(gòu)和制備流程造成復(fù)雜影響。
- 無需大幅調(diào)整現(xiàn)有鈣鈦礦器件的生產(chǎn)設(shè)備，即可與旋涂、原子層沉積等主流制備工藝兼容，既能滿足實驗室小面積器件研發(fā)，也為大面積鈣鈦礦器件的規(guī)?；a(chǎn)提供了便利。
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