Molecular Integration Strategy Enables Simultaneous Modulation of Crystal Growth and Interfacial Energy Loss for Efficient Inverted Perovskite Solar Cells

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作者
Yuqi Yao,Qi Wang,Wei Hui,Lin Song,Xiaopeng Xu,Yihui Wu,Qiang Peng
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:65 (6): e24806-e24806 被引量:3
标识
DOI:10.1002/anie.202524806
摘要

Abstract Severe interfacial energy loss and inferior crystal quality remain key limitations for high‐performance perovskite solar cells (PSCs). Herein, we report a multifunctional molecule, 1,3‐propanediamine dimercaptoacetate (PDA(AcSH) 2 ), designed through a molecular‐integration strategy to address these challenges simultaneously. The PDA 2+ cations preferentially accumulate at the perovskite/C 60 interface, establishing a field‐effect passivation that suppresses interfacial contact induced non‐radiative recombination. Meanwhile, the AcSH – anions are homogeneously distributed throughout the perovskite layer, mediating crystal growth and passivating charged traps via dual binding of ─SH and ─COO – groups. The reducible ─SH groups in AcSH – also convert photo‐thermally generated I 2 /I 3 – species into I – , forming reversible S─S dimers that photodecompose under UV light illumination to regenerate ─SH groups. This enables a self‐sustaining redox cycle for dynamic defect healing and enhances both precursor and film stability. Consequently, the optimized small‐area (0.09‐cm 2 ) device achieves impressive efficiency of 26.88% and a non‐radiative voltage loss of only 64 mV. The strategy is readily scalable, delivering efficiencies of 24.92% and 22.73% for 1‐cm 2 device and 12.96‐cm 2 mini‐module, respectively. This work highlights the effectiveness of rational molecular design in mitigating both bulk and interfacial energy losses, paving the way for the next generation of high‐performance, stable, and scalable PSCs.
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