Bifunctional Ligand‐Mediated Dual‐Site Passivation Enables High‐Performance Perovskite Solar Cells with Efficiency Exceeding 26%

双功能 钝化 材料科学 钙钛矿(结构) 对偶(语法数字) 配体(生物化学) 能量转换效率 光电子学 工程物理 纳米技术 化学工程 催化作用 有机化学 艺术 生物化学 化学 受体 文学类 图层(电子) 工程类
作者
Yanbo Wang,Zhengjie Feng,Yiqing Zhang,Hailong Huang,Yansen Guo,Jianjun Xu,Huanyu Zhang,Yi Ji,Le Li,Chenghao Ge,Chaopeng Huang,Yurou Zhang,Jingsong Sun,Yitong Liu,Xueqi Wu,Xin Li,Yan Peng,Shuilong Kang,Siyu Chen,Weichang Zhou
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202510458
摘要

Abstract The characteristics of perovskite solution processing inherently led to the formation of lattice defects during fabrication, such as lead and iodine vacancies. These defects significantly hinder the efficiency and stability of perovskite solar cells (PSCs), posing a major obstacle to their commercialization. Herein, a bifunctional ligand, N‐hydroxymethyl succinimide (NHMS), containing both Lewis base groups (C═O) and proton donor groups (─OH), is introduced to improve the crystal quality of perovskite films and enhance photovoltaic performance. Theoretical calculations and experimental results reveal that NHMS effectively passivates bulk and interfacial defects by coordinating with uncoordinated lead ions (Pb 2+ ) and forming hydrogen bonds with iodide or formamidinium ions (I − /FA + ). This dual‐site passivation effect effectively reduces trap‐assisted recombination. Moreover, the incorporation of NHMS promotes the oriented crystallization of the perovskite, leading to a notable increase in grain size. Consequently, NHMS‐treated PSCs achieved a champion power conversion efficiency (PCE) of 26.51% (certified 26.35%), while centimeter‐sized PSCs exhibit an impressive PCE of 25.15%. Furthermore, the NHMS‐treated device exhibits a remarkable stability for maintaining 95% of its initial efficiency after 1100 h of maximum power point voltage tracking. This work provides comprehensive insights into the application of dual‐site passivation to achieve high‐performance PSCs.
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