Passivation de l'interface enterrée du pérovskite par la phényléthylamine pour améliorer les performances des cellules solaires

ZHANG Kangjie ,  

YAN Weibo ,  

XIN Hao ,  

摘要

L'utilisation de petites molécules organiques pour passiver la surface inférieure du pérovskite (interface enterrée) peut efficacement inhiber la formation de défauts à cette interface et réduire la probabilité de recombinaison des porteurs de charge. Dans ce travail, nous avons passivé l'interface enterrée du pérovskite par un dépôt préalable de la molécule de passivation phényléthylamine (PEA). La taille des cristaux de pérovskite et la morphologie de surface ne présentent pas de changement significatif après passivation, la bordure d'absorption et la longueur d'onde d'émission subissent un léger décalage vers le rouge, et le niveau de l'orbitale moléculaire la plus occupée augmente légèrement. L'énergie de liaison de l'élément "Pb" se déplace vers un niveau d'énergie plus élevé, tandis que celle de l'élément "N" se déplace vers un niveau plus bas, et la quantité résiduelle de PbI2 dans le pérovskite diminue nettement, indiquant que la molécule de passivation PEA interagit via l'atome de "N" avec le "Pb" suspendu sur la surface inférieure du pérovskite ainsi qu'avec le PbI2 résiduel. La tension à circuit ouvert, la densité de courant de court-circuit, le facteur de remplissage et l'efficacité de conversion des cellules de pérovskite passivées par PEA augmentent respectivement de 1,041 V, 21,29 mA/cm2, 74,09 % et 16,41 % à 1,102 V, 22,44 mA/cm2, 79,28 % et 19,6 %. L'amélioration significative des performances du dispositif est principalement due à la réduction de la recombinaison des porteurs, attribuée à : (1) la passivation par PEA des défauts causés par le "Pb" à coordination incomplète ; (2) la passivation par PEA des défauts liés à la phase complexe de microcristaux d'halogénure de plomb ; (3) l'augmentation du taux de transfert de charge entre le pérovskite et la couche de transport de trous. La stabilité des dispositifs de cellules pérovskites passivées est également nettement améliorée. Cette stratégie simple et efficace de passivation de l'interface enterrée peut être appliquée à la fabrication future de cellules solaires pérovskites de grande surface.

关键词

pérovskite transfert d'énergie; interface enterrée; phényléthylamine; passivation; cellules solaires

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