离子性质的缺陷是降低钙钛矿太阳能电池(PSC)性能的主要因素,因此减轻或去除钙钛矿对实现高性能PSC至关重要。全北国立大学 Sung-Nam Kwon , Seok-In Na 和韩国电力KEPCO研究院Do-Hyung Kim团队同时引入具有C = O和O–H官能团的丙烯酸2-羟乙酯(HEA)作为功能性添加剂,可通过控制钙钛矿结晶过程并同时钝化缺陷,并且每个功能官能团的作用已得到系统地研究。
本文要点:
1)HEA的O–H官能团与有机阳离子(即MABr,FAI)产生相互作用,选择性地形成更稳定的有机阳离子-HEA复合物,从而延缓了钙钛矿的结晶过程。HEA通过钝化缺陷状态来改善钙钛矿的结晶度和晶粒尺寸,并降低电荷俘获密度。
2)HEA将倒置平面PSC的平均电池效率从17.37%提高到19.01%,最高效率达到21.01%。此外,大面积(1.08 cm2)PSC的效率高达20.40%。具有HEA的PSC在环境空气条件下也显示出长期稳定性和更好的防潮能力。
Mi-Jung Choi. et al. Functional additives for high-performance inverted planar perovskite solar cells with exceeding 20% efficiency: selective complexation of organic cations in precursors, Nano Energy, 2020.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104639.
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.104639