Synergistic Modulation of Orientation and Steric Hindrance Induced by Alkyl Chain Length in Ammonium Salt Passivator Toward High‐performance Inverted Perovskite Solar Cells and Modules

位阻效应 钝化 烷基 材料科学 钙钛矿(结构) 盐(化学) 能量转换效率 化学工程 纳米技术 有机化学 光电子学 化学 图层(电子) 工程类
作者
Wenhuan Gao,Jike Ding,Quanxing Ma,Hong Zhang,Jiajia Zhang,Zuolin Zhang,Mengjia Li,Yang Wang,Boxue Zhang,Thierry Pauporté,Jianxin Tang,Jiangzhao Chen,Cong Chen
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (1) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/adma.202413304
摘要

Abstract Organic ammonium salts are extensively utilized for passivating surface defects in perovskite films to mitigate trap‐assisted nonradiative recombination. However, the influence of alkyl chain length on the molecular orientation and spatial steric hindrance of ammonium salt remains underexplored, hindering advancements in more effective passivators. Here, a series of organic ammonium salts is reported with varying alkyl chain lengths to passivate surface defects and optimize band alignment. It is revealed that long alkyl chains promote parallel molecular orientation on the perovskite surface, thereby reinforcing interaction with surface defects, whereas excessive chain length introduces steric hindrance, weakening anion‐perovskite interactions. Nonylammonium acetate (NAAc) with optimal chain length achieves the ideal balance between chemical interactions, resulting in superior passivation. Through NAAc passivation, high‐performance inverted perovskite solar cells (PSCs) and modules are achieved, with power conversion efficiencies (PCE) of 25.79% (certified 25.12%) and 19.62%, respectively. This marks a record PCE for inverted PSCs utilizing vacuum flash technology in ambient conditions. Additionally, the NAAc‐passivated devices retain 91% of their initial PCE after 1200 h of continuous maximum power point operation. This work offers new insights into the interplay between molecular orientation and steric hindrance, advancing the design of high‐performance PSCs.
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