Pyridamininduzierte koordinative und wasserstoffbrückenbasierte Schnittstellenpassivierung für effiziente Perowskit-Solarzellen

CHEN Xin ,  

HU Lihua ,  

ZHANG Zuolin ,  

CUI Hongjun ,  

CHEN Cong ,  

摘要

Perowskit-Solarzellen (PSCs) erhalten aufgrund ihrer hervorragenden photoelektrischen Umwandlungseffizienz große Aufmerksamkeit, jedoch begrenzen intrinsische Defekte wie ungepaarte Pb2+-Ionen und Halogen-Defekte, die nichtstrahlende Rekombination und Ionenmigration verursachen, die langfristige Betriebsstabilität und Kommerzialisierung erheblich. In dieser Studie wird 3-Amino-2,6-dichlorpyridin (ADCP) als neuer pyridinaminstofflicher Zusatzstoff vorgeschlagen, um die Effizienz und Stabilität von Geräten synergistisch zu verbessern. ADCP enthält sowohl Pyridinnitrogenstellen, die mit Pb2+ koordinieren können, als auch Aminfunktionsgruppen, die Wasserstoffbrücken mit Halogenanionen bilden können, wodurch eine „Doppelstellen“-chemische Passivierung von Defekten und Gitterstabilisierung erreicht wird. Einerseits werden Pb-assoziierte tiefe Fallen abgeschwächt und die Defektdichte reduziert; andererseits wird die Filmkristallqualität verbessert und der Ladungstransfer/-extraktion an der Schnittstelle optimiert. Geräte, die auf dieser Strategie basieren, erreichen eine photoelektrische Umwandlungseffizienz (PCE) von 25,59 % und zeigen eine deutlich verbesserte Langzeitstabilität, wobei sie 81 % der Anfangs-PCE über einen Testzeitraum von fast 500 Stunden behalten. Diese Arbeit zeigt, dass die pyridamininduzierte „Koordinations-Wasserstoffbrücken“-Synergiepassivierung einen universellen molekularen Design- und Interface-Regulierungsweg bietet, um Stabilitätsengpässe von PSCs zu überwinden und effiziente sowie nachhaltig betriebene Perowskit-Photovoltaikgeräte zu entwickeln.

关键词

Perowskit-Solarzellen; Wasserstoffbrücken; Pyridamin

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