A Multifunctional Organic Salt for Synergistic Crystallization Control and Defect Management in Efficient and Stable Perovskite Solar Cells

钝化 钙钛矿(结构) 成核 材料科学 结晶 盐(化学) 能量转换效率 碘化物 化学工程 同种类的 降级(电信) 纳米技术 Crystal(编程语言) 动力学 离子 无机化学 晶体结构
作者
Jiasheng Zou,Z LIU,Lingwei Wang,Ting Xue,Shichu Peng,Deng Wang,Fei Su,Peide Zhu,Wenbo Peng,Yuqi Bao,Jiangfeng Wang,He Jiang,Lihan Pang,Lei Yan,Xingzhu Wang,Beibei Xu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (63)
标识
DOI:10.1002/adfm.76919
摘要

ABSTRACT Achieving simultaneously high efficiency and long‐term operational stability remains a fundamental challenge for perovskite solar cells (PSCs), primarily limited by defect‐mediated nonradiative recombination and uncontrolled crystallization. To address this, we introduce a multifunctional organic salt based on a rigid bicyclic cage, 1‐amino‐1,4‐diazabicyclo[2.2.2]octan‐1‐ium dichloride (DzA·2Cl), which in inverted‐architecture PSCs concurrently modulates crystallization kinetics and synergistically passivates multiple charged defects. DzA·2Cl forms stable coordination complexes with PbI 2 , promoting homogeneous nucleation and retarding crystal growth, thereby producing perovskite films with enlarged grains and reduced defect densities. Furthermore, DzA·2Cl exhibits a unique synergistic passivation effect. The nitrogen atoms in the –NH 2 groups and NH + moieties coordinate with undercoordinated Pb 2+ and anchor FA + cations to suppress FA + vacancies, while Cl − ions compensate iodide vacancies, collectively enabling synergistic passivation of both shallow and deep‐level defects. As a result, PSCs incorporating DzA·2Cl deliver an impressive power conversion efficiency of 26.51% and outstanding operational stability, retaining 92.3% of the initial efficiency after 1000 h of continuous 1‐sun illumination. This study provides an effective cation–anion strategy for the synergistic regulation of defects and crystallization, offering a pathway toward high‐efficiency and operationally stable perovskite solar cells.
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