Aminopyridin-getriebene Koordinations- und Wasserstoffbrücken-Schnittstellenpassivierung zur Herstellung hocheffizienter Perowskit-Solarzellen

CHEN Xin ,  

HU Li-hua ,  

ZHANG Zuo-lin ,  

CUI Hong-jun ,  

CHEN Cong ,  

摘要

Perowskit-Solarzellen (PSCs) erhalten aufgrund ihrer hervorragenden photovoltaischen Umwandlungseffizienz große Aufmerksamkeit, jedoch beschränken intrinsische Defekte wie ungepaarte Pb2+-Ionen und Halogenvacanzen durch nichtstrahlende Rekombination und Ionenmigration die langfristige Betriebssicherheit und Kommerzialisierung erheblich. Diese Studie schlägt 3-Amino-2,6-dichlorpyridin (ADCP) als neuartigen Aminopyridin-Zusatzstoff vor, um die Effizienz und Stabilität der Geräte synergistisch zu verbessern. ADCP enthält sowohl Pyridin-Stickstoffstellen, die mit Pb2+ koordinieren können, als auch Aminfunktionsgruppen, die Wasserstoffbrücken mit Halogenanionen bilden können, wodurch eine „doppelte“ chemische Defektpassivierung und Gitterstabilisierung erreicht wird: Einerseits werden Pb-assoziierte tiefen Energiefallen abgeschwächt und die Defektdichte verringert, andererseits wird die Kristallqualität der Filme verbessert und der Ladungstransfer/-extraktion an der Grenzfläche optimiert. Geräte, die auf dieser Strategie basieren, erreichen eine photovoltaische Umwandlungseffizienz von 25,59 % und weisen eine signifikant verbesserte Langzeitstabilität auf, wobei sie nach fast 500 Stunden Testzeit noch 81 % der Anfangs-PCE behalten. Die Arbeit zeigt, dass die aminopyridin-getriebene „Koordinations–Wasserstoffbrücken“-synergetische Passivierung einen universellen molekularen Design- und Schnittstellenregulierungsweg bietet, um die Stabilitätsengpässe der PSCs zu überwinden und hocheffiziente sowie nachhaltige Perowskit-Photovoltaikgeräte zu entwickeln.

关键词

Perowskit-Solarzellen;Wasserstoffbrücken;Aminopyridin

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