Hình 1.26.Cơ chế phân hủy của vật liệu perovskite vô cơ – hữu cơ CH3NH3PbI3
dưới tác động của độ ẩm, nhiệt, tia UV và oxy [102].
Tuy có nhiều ưu điểm nhưng các vật liệu perovskite vô cơ – hữu cơ cũng có nhược điểm là nhạy cảm với các yếu tố môi trường độ ẩm, nhiệt độ, tia UV và oxy. Các yếu tố ảnh hưởng và các phản ứng tương ứng được thể hiện trong hình 1.24, cụ thể như sau [102]: (1.14) (1.15) (1.16) (1.17) (1.18) Các lỗ trống quang sinh với các đặc tính oxy hóa mạnh sẽ ion hóa CH3NH3PbI3, dẫn đến một loạt các phản ứng oxy hóa khử làm tăng tốc độ phân hủy perovskite, phản ứng xảy ra chủ yếu tại bề mặt tiếp xúc tiếp xúc perovskite CH3NH3PbI3/TiO2. Cơ chế có thể xảy ra của sự phân hủy perovskite CH3NH3PbI3 khi tiếp xúc với ánh sáng UV được đề xuất như sau [103]:
(1.19) (1.20) (1.21) (1.22) (1.23) Sau khi tiếp xúc với tia UV, các cặp điện tử - lỗ trống, được ký hiệu là CH3NH3PbI3*, được tạo ra trên bề mặt của perovskites. O2 sẽ trở thành superoxide (O2*-) bằng cách hấp thụ một điện tử quang sinh, dẫn đến sự khử ion của perovskite để tạo thành CH3NH2 (MeNH2), PbI2, I2 và H2O.
Trong trường hợp perovskite tiếp xúc với tia UV trong môi trường oxy nhưng không có sự hiện diện của độ ẩm, một cơ chế phân hủy khác đã được đề xuất cho hệ thống Al2O3/CH3NH3PbI3/spiro-OMeTAD như sau:
(1.24)
(1.25)
(1.26) Các vật liệu perovskite vô cơ – hữu cơ rất dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài. Do đó, độ bền của PCE trong các pin mặt trời perovskite (PSCs) phải được tăng cường đáng kể trước khi chúng có thể được sử dụng như những lựa chọn thay thế cho nhu cầu năng lượng toàn cầu. Với mục đích giải quyết các vấn đề độ bền trong các PSCs một số giải pháp đã được xem xét bao gồm: tìm kiếm các hợp chất perovskite bền hơn như thay thế “A-cation” hữu cơ trong cấu trúc ABX3 (mixed cations), sử dụng thêm các phụ gia (additives), sử dụng phối hợp với các Perovskite cấu trúc lớp hai chiều (2D perovskites), đóng vỏ linh kiện tránh tiếp xúc trực tiếp với các yếu tố môi trường cũng sẽ giúp tăng tuổi thọ của pin (encapsulation).