Bimolecularly Passivated Buried Interface for Highly Efficient Perovskite Solar Cells

WEN Chao; CHEN Qianyu; LU Yingjie; LIU Jiapeng; YAO Guangping; WANG Lidan; SU Zisheng

doi:10.37188/CJL.20240350

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Bimolecularly Passivated Buried Interface for Highly Efficient Perovskite Solar Cells

Device Fabrication and Physics | 更新时间：2025-04-21

- Bimolecularly Passivated Buried Interface for Highly Efficient Perovskite Solar Cells
  增强出版
- Chinese Journal of Luminescence Vol. 46, Issue 4, Pages: 721-729(2025)
- 作者机构：
  
  1.福州大学先进制造学院，福建泉州 362251
  2.泉州师范学院光子技术研究院福建省先进微纳光子技术与器件重点实验室，福建省超精密光学工程技术与应用协同创新中心，福建泉州 362000
  3.泉州师范学院化工与材料学院，福建泉州 362000
  4.泉州师范学院物理与信息工程学院，福建泉州 362000
  5.福建师范大学光电与信息工程学院，福建福州 350117
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Natural Science Foundation of Fujian Province(2023J01890);Quanzhou City Science and Technology Program of China(2020C025R);Student Innovation and Entrepreneurship Training Program of Quanzhou Normal University(202410399001)
- DOI：10.37188/CJL.20240350
  CLC： O475.31;O482.7;TM914.4
- CSTR：32170. 14. CJL. 20240350
- Received：29 December 2024，
  
  Revised：08 January 2025，
  
  Published：25 April 2025
- 稿件说明：
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文超,陈茜羽,卢颖婕等.双分子钝化埋底界面制备高效钙钛矿太阳能电池[J].发光学报,2025,46(04):721-729.

WEN Chao,CHEN Qianyu,LU Yingjie,et al.Bimolecularly Passivated Buried Interface for Highly Efficient Perovskite Solar Cells[J].Chinese Journal of Luminescence,2025,46(04):721-729.
文超,陈茜羽,卢颖婕等.双分子钝化埋底界面制备高效钙钛矿太阳能电池[J].发光学报,2025,46(04):721-729. DOI： 10.37188/CJL.20240350. CSTR： 32170. 14. CJL. 20240350.

WEN Chao,CHEN Qianyu,LU Yingjie,et al.Bimolecularly Passivated Buried Interface for Highly Efficient Perovskite Solar Cells[J].Chinese Journal of Luminescence,2025,46(04):721-729. DOI： 10.37188/CJL.20240350. CSTR： 32170. 14. CJL. 20240350.

摘要

钙钛矿太阳能电池（PSCs）的电子收集特性是影响器件性能的关键因素之一。化学浴沉积法制备的二氧化锡（SnO

）是PSCs常见的电子传输层材料，但是，其表面常存在大量氧空位缺陷，在SnO

/钙钛矿埋底界面处造成非辐射复合损失。本文利用四氯化锡（SnCl

）和铬酸铵（（NH

）

CrO

）双分子钝化PSCs埋底界面，成功制备了光电转换效率达到23.71%的器件。SnCl

水解后在SnO

薄膜上生成小尺寸的SnO

颗粒，形成平整的表面结构；（NH

）

CrO

作为氧化剂，产生p型半导体Cr

超薄层，与SnO

构成p-n结，补偿SnO

表面多余的氧空位，减少埋底界面处的非辐射复合，提高电荷的提取效率。同时，在双分子钝化的SnO

上制备的钙钛矿薄膜晶粒尺寸增大，缺陷密度降低。

Abstract

Electron extraction property is one of the important issues that limited the performance of perovskite solar cells （PSCs）. SnO

electron transport layer fabricated with a chemical bath deposition method has been suc-cessful used in PSCs. However， it usually has a large number of oxygen vacancies at its surface， which would act as nonradiative recombination centers at the SnO

/perovskite buried interface. Herein， a SnCl

and

（NH

）

CrO

bimolecularly passivated buried interface strategy is adopted in PSCs， and the device shows a power conversion efficiency of 23.71%. The hydrolysis of SnCl

forms a layer of small SnO

nanoparticles on the surface SnO

， resulting in a smooth surface. （NH

）

CrO

acts as an oxidizer and forms a thin layer of p-type semiconductor Cr

on n-type SnO

Such p-n heterojunctions compensate the oxygen vacancies on SnO

surface， which decreases the nonradiative recombination at the buried interface and hence increases the electron extraction efficiency. Meanwhile， the perovskite film deposited on the bimolecularly passivated SnO

exhibits increased grain size， leading to decreased concentration of defects.

关键词

Keywords

references

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