Clean Tin Oxide via Volatile Additive Engineering for High‐performance Perovskite Photovoltaics

材料科学 钙钛矿(结构) 能量转换效率 光伏 成核 化学工程 氧化锡 光伏系统 卤化物 氧化物 钝化 钙钛矿太阳能电池 化学浴沉积 纳米技术 热稳定性 太阳能电池 光电子学 杂质 介孔材料 沉积(地质)
作者
Xin Wang,Ziang Pan,Jingyao Feng,Lifei Chen,Yuchen Song,Wenkai Liao,Peng Huang,Yifan Li,Jianguang Xu,Feng Wang,Xiaoming Zhao
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.71514
摘要

ABSTRACT SnO 2 is a benchmark electron transport material for perovskite solar cells (PSCs). However, SnO 2 films from the conventional chemical bath deposition (CBD) are limited by impurities and defects that accelerate non‐radiative recombination and compromise device stability. Here, we present a volatile additive engineering strategy using pyruvic acid (PA) as a dual‐functional nucleation promoter and surface modulator during SnO 2 deposition. Owing to its volatility (sublimation at 145°C), PA can be effectively removed during annealing, resulting in cleaner SnO 2 surfaces with reduced residual groups. This is accompanied by a decrease in oxygen‐related defect densities in the SnO 2 layer. This improvement leads to enhanced charge recombination and improved thermal stability at the buried interface. Consequently, PA‐engineered PSCs achieve a power conversion efficiency of 26.17%, together with improved device stability, retaining >80% of their initial efficiency after 900 h of continuous operation, 1000 h at 65°C, and 30 days under 30% relative humidity. Furthermore, this approach is compatible with large‐area fabrication, yielding efficiencies of 24.83% for 1 cm 2 lab‐scale cells and 20.21% for 30 cm × 30 cm industrial‐scale solar modules. These results suggest that controlling additive volatility improves CBD‐SnO 2 quality and offers a promising route for stable, scalable perovskite solar cells.
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