Passivation d’interface par coordination et liaison hydrogène induite par la pyridine-amine pour des cellules solaires pérovskites efficaces

CHEN Xin ,  

HU Lihua ,  

ZHANG Zuolin ,  

CUI Hongjun ,  

CHEN Cong ,  

摘要

Les cellules solaires pérovskites (PSCs) attirent l’attention en raison de leur excellente efficacité de conversion photoélectrique, mais les défauts intrinsèques tels que les ions Pb2+ non coordonnés et les lacunes halogènes provoquent des recombinaisons non radiatives et la migration ionique, limitant significativement la stabilité à long terme et la commercialisation. Cette étude propose le 3-amino-2,6-dichloropyridine (ADCP) comme nouvel additif de type pyridine-amine pour améliorer simultanément l’efficacité et la stabilité des dispositifs. ADCP contient à la fois des sites azotés pyridiniques pouvant se coordonner aux ions Pb2+ et des groupes fonctionnels amines pouvant former des liaisons hydrogène avec les anions halogènes, réalisant ainsi une passivation chimique « double site » des défauts et une stabilisation du réseau cristallin. D’une part, cela atténue les pièges profonds liés au Pb et réduit la densité des défauts ; d’autre part, cela favorise l’amélioration de la cristallinité du film et l’optimisation du transport/extraction de charge aux interfaces. Les dispositifs construits selon cette stratégie obtiennent une efficacité de conversion photoélectrique (PCE) de 25,59 % et montrent une stabilité à long terme significativement améliorée, conservant 81 % de la PCE initiale après près de 500 heures de test. Ce travail démontre que la passivation synergique « coordination-liaison hydrogène » entraînée par la pyridine-amine offre une voie universelle de conception moléculaire et de régulation d’interface pour surmonter les contraintes de stabilité des PSCs et construire des dispositifs photovoltaïques pérovskites efficaces et durables.

关键词

Cellules solaires pérovskites; liaison hydrogène; pyridine-amine

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