Passivação de interface por coordenação e ligação de hidrogênio conduzida por aminopiridina para células solares de perovskita de alta eficiência

CHEN Xin ,  

HU Li-hua ,  

ZHANG Zuo-lin ,  

CUI Hong-jun ,  

CHEN Cong ,  

摘要

As células solares de perovskita (PSCs) têm recebido grande atenção devido à sua excelente eficiência de conversão fotovoltaica, mas defeitos intrínsecos, como íons Pb2+ não coordenados e lacunas de halogenetos, induzem recombinação não radiativa e migração iônica, limitando significativamente a estabilidade a longo prazo e a comercialização. Este estudo propõe 3-amino-2,6-dicloro-piridina (ADCP) como um novo aditivo aminopiridínico para melhorar sinergicamente a eficiência e a estabilidade do dispositivo. O ADCP contém tanto sítios de nitrogênio de piridina capazes de coordenar com Pb2+ quanto grupos funcionais amino capazes de formar ligações de hidrogênio com ânions de halogênio, realizando assim uma passivação química de defeitos de “duplo sítio” e estabilização da rede: por um lado, atenuando as armadilhas profundas relacionadas ao Pb e reduzindo a densidade de defeitos; por outro, promovendo a melhoria da qualidade do cristal do filme e otimizando a transferência/extração de carga na interface. Dispositivos baseados nesta estratégia alcançaram uma eficiência de conversão fotovoltaica de 25,59% e apresentaram uma estabilidade a longo prazo significativamente aprimorada, mantendo 81% da PCE inicial após quase 500 horas de teste. Este trabalho demonstra que a passivação sinérgica “coordenação–ligação de hidrogênio” conduzida por aminopiridina fornece uma via universal de design molecular e controle de interface para aliviar as limitações de estabilidade das PSCs e construir dispositivos fotovoltaicos de perovskita eficientes e sustentáveis.

关键词

Células solares de perovskita;Ligação de hidrogênio;Aminopiridina

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