Passivação da interface enterrada do perovskita com feniletanolamina para melhorar o desempenho das células solares

ZHANG Kangjie ,  

YAN Weibo ,  

XIN Hao ,  

摘要

A passivação da superfície inferior do perovskita (interface enterrada) com pequenas moléculas orgânicas pode inibir eficazmente a formação de defeitos na interface enterrada do perovskita, reduzindo a probabilidade de recombinação de portadores. Neste trabalho, a interface enterrada do perovskita foi passivada por deposição prévia da molécula de passivação feniletanolamina (PEA). O tamanho dos grãos de perovskita e a morfologia da superfície não apresentaram mudanças significativas após a passivação, a borda de absorção e o comprimento de onda da emissão apresentaram um leve deslocamento para o vermelho, e o nível do orbital molecular mais ocupado aumentou ligeiramente. A energia de ligação do elemento "Pb" deslocou-se para níveis de energia mais altos, enquanto a energia de ligação do elemento "N" deslocou-se para níveis de energia mais baixos, e a quantidade residual de PbI2 no perovskita diminuiu significativamente, indicando que a molécula de passivação PEA interage através do átomo de "N" com o "Pb" suspenso na superfície inferior do perovskita e com o PbI2 residual. A tensão de circuito aberto, densidade de corrente de curto-circuito, fator de preenchimento e eficiência de conversão das células solares de perovskita baseadas em PEA aumentaram de 1,041 V, 21,29 mA/cm2, 74,09% e 16,41% para 1,102 V, 22,44 mA/cm2, 79,28% e 19,6%, respetivamente. A melhoria significativa no desempenho do dispositivo é principalmente devido à redução da recombinação de portadores, atribuída a: (1) passivação com PEA dos defeitos causados pelo "Pb" com coordenação insaturada; (2) passivação com PEA dos defeitos induzidos pela fase complexa de microcristais de haleto de chumbo; (3) aumento da taxa de transferência de carga entre o perovskita e a camada de transporte de buracos. A estabilidade dos dispositivos de células solares de perovskita passivadas foi claramente aprimorada. Essa estratégia simples e eficaz de passivação da interface enterrada pode ser aplicada na fabricação futura de células solares de perovskita em grande escala.

关键词

perovskita de transferência de energia;interface enterrada;feniletanolamina;passivação;células solares

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