Optimizing Crystallization in Wide‐Bandgap Mixed Halide Perovskites for High‐Efficiency Solar Cells

材料科学 带隙 结晶 钙钛矿(结构) 卤化物 光电子学 开路电压 串联 太阳能电池 化学工程 电压 无机化学 化学 复合材料 工程类 物理 量子力学
作者
Yidan An,Nan Zhang,Zixin Zeng,Yating Cai,Wenlin Jiang,Qi Feng,Lingyi Ke,Francis Lin,Sai‐Wing Tsang,Tingting Shi,Alex K.‐Y. Jen,Hin‐Lap Yip
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (17): e2306568-e2306568 被引量:181
标识
DOI:10.1002/adma.202306568
摘要

Abstract Wide‐bandgap (WBG) perovskites have attracted considerable attention due to their adjustable bandgap properties, making them ideal candidates for top subcells in tandem solar cells (TSCs). However, WBG perovskites often face challenges such as inhomogeneous crystallization and severe nonradiative recombination loss, leading to high open‐circuit voltage ( V OC ) deficits and poor stability. To address these issues, a multifunctional phenylethylammonium acetate (PEAAc) additive that enhances uniform halide phase distribution and reduces defect density in perovskite films by regulating the mixed‐halide crystallization rate, is introduced. This approach successfully develops efficient WBG perovskite solar cells (PSCs) with reduced V OC loss and enhanced stability. By applying this universal strategy to the FAMACsPb(I 1− x Br x ) 3 system with a range of bandgaps of 1.73, 1.79, 1.85, and 1.92 eV, power conversion efficiencies (PCE) of 21.3%, 19.5%, 18.1%, and 16.2%, respectively, are attained. These results represent some of the highest PCEs reported for the corresponding bandgaps. Furthermore, integrating WBG perovskite with organic photovoltaics, an impressive PCE of over 24% for two‐terminal perovskite/organic TSCs, with a record V OC of ≈ 2.2 V is achieved. This work establishes a foundation for addressing phase separation and inhomogeneous crystallization in Br‐rich perovskite components, paving the way for the development of high‐performance WBG PSCs and TSCs.
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