Effektive perovskite solceller udviklet ved at reducere grænseflade-medieret rekombination

Passivation er en effektiv metode til at reducere defekter og hæmme ikke-strålende rekombination. Organiske aminsalte såsom phenethylaminiodid (PEAI) er med succes blevet anvendt til at passivisere perovskitoverfladen, opnåelse af verdensrekordeffektivitet af enheden til det forbedrede VOC.

Imidlertid, PEAI-behandlede perovskitter er følsomme over for temperatur. Ved høje temperaturer, PEAI reagerer med uberørt tredimensionel (3-D) perovskit for at danne 2-D perovskit, hvilket påvirker enhedens stabilitet. Ud over, mere arbejde bør gøres for yderligere at undersøge passiveringsmekanismen for ammoniumsalte.

I en nylig undersøgelse udgivet af Avancerede energimaterialer , en forskningsgruppe ledet af Prof.

Forskerne brugte en unik, omfangsrig 1-naphthylmethylaminiodid (NMAI) til efterbehandling af CsFAMA tredobbelt kation 3-D perovskitfilm for at passivisere perovskitoverfladen/grænsefladen, og derved reducere den ikke-strålende rekombination af enheder.

De fandt ud af, at forskelligt fra PEAI, NMAI efterbehandling forbliver næsten NMAI salt selv på overfladen af ​​perovskitfilm frem for at blive omdannet til lavdimensionelle perovskitter, selv under høj termisk udglødningstemperatur (100 ° C), som blev understøttet af densitet funktionel teori (DFT) beregning og røntgendiffraktion (XRD) måling.

Selvom forskerne havde vedtaget NMAI for at konstruere kvasi-2-D/3-D perovskit gennem et-trins forberedelsesmetode til meget effektiv perovskit lysemitterende diode (LED), dette dielektriske ammoniumsalt kunne ikke kun effektivt reducere den defektassisterede rekombination på grund af kemisk passivering, men også forsinke ladningsakkumuleringen ved at fremkalde bøjning af energiniveau og forhindre mindretalsbærerrekombination på grund af ladningsblokering.

De NMAI-behandlede enheder viste meget mere intensiveret elektroluminescens, hvilket er direkte bevis på, at NMAI-behandling i det væsentlige undertrykker den ikke-strålende rekombination ved overfladen/grænsefladen af ​​perovskit i de komplette enheder.

Derudover forskerne opnåede en PCE på 21,04% for triple-action PSC, en maksimal VOC op til 1,20 V, og forbedret stabilitet, der bevarer 98,9% af deres oprindelige effektivitet efter 3240 timer.

Denne undersøgelse giver ny indsigt i passiveringsmekanismerne for organiske ammoniumsalte og foreslår retningslinjer for fremtidig udvikling af forbedrede passiveringslag.