Passivation d'interface par coordination et liaison hydrogène induite par l’aminopyridine pour des cellules solaires pérovskites haute performance

CHEN Xin ,  

HU Li-hua ,  

ZHANG Zuo-lin ,  

CUI Hong-jun ,  

CHEN Cong ,  

摘要

Les cellules solaires pérovskites (PSCs) attirent une grande attention en raison de leur excellente efficacité de conversion photovoltaïque, mais les défauts intrinsèques tels que les ions Pb2+ non coordonnés et les lacunes d'halogène provoquent des recombinaisons non radiatives et une migration ionique, limitant considérablement leur stabilité à long terme et leur commercialisation. Cette étude propose le 3-amino-2,6-dichloropyridine (ADCP) comme additif aminopyridine innovant pour améliorer simultanément l'efficacité et la stabilité des dispositifs. ADCP contient à la fois des sites azotés pyridiniques capables de coordonner avec 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 : d'une part en atténuant les pièges profonds liés au Pb et en réduisant la densité de défauts, d'autre part en favorisant la qualité de cristallisation des films et en optimisant le transfert/extraction de charge à l'interface. Les dispositifs basés sur cette stratégie ont atteint une efficacité de conversion photovoltaïque de 25,59% et ont montré une stabilité à long terme significativement améliorée, conservant 81% de la PCE initiale après presque 500 heures de test. Ce travail démontre que la passivation synergique « coordination–liaison hydrogène » induite par l’aminopyridine fournit une voie universelle de conception moléculaire et de contrôle d’interface pour surmonter les limitations de stabilité des PSCs et construire des dispositifs photovoltaïques pérovskites efficaces et durables.

关键词

Cellules solaires pérovskites;Liaison hydrogène;Aminopyridine

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