Dual-Site Interface Passivation by Sulfur-Based Small Molecules for the Simultaneous Enhancement of Efficiency and Stability in Inverted Perovskite Solar Cells

钝化 材料科学 钙钛矿(结构) 分子 能量转换效率 密度泛函理论 噻吩 烷基 化学工程 化学物理 小分子 钙钛矿太阳能电池 光电子学 硫黄 光化学 图层(电子) 无机化学 电荷密度 光伏系统 相对湿度 载流子 化学稳定性 水分
作者
Hao Zhang,Yunfei Sun,Zhiye Zhang,Xinbo Gu,Pengkai Chen,Junhao Wu,Runmeng Li,Zhe Chu,Jin Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:18 (31): 43229-43240
标识
DOI:10.1021/acsami.6c05331
摘要

Currently, in inverted perovskite solar cells, defect states at the upper interface of the perovskite layer significantly affect carrier nonradiative recombination, while the material's susceptibility to moisture limits the devices' long-term reliability. To address these issues, this study introduces 2-thiopheneethanamine hydriodide for molecular-level reconstruction of the perovskite surface. Density functional theory calculations reveal that the sulfur atom on its thiophene ring forms stable coordination with uncoordinated Pb2+ defect sites on the perovskite surface, while the amino end binds with lattice I- through N-H···I hydrogen bonds, achieving dual-site synergistic passivation. This molecular structure effectively passivates surface defects and promotes efficient charge transport, thereby enhancing electron extraction capabilities, suppressing interfacial recombination, and reducing charge accumulation. Consequently, a significant improvement in power conversion efficiency (PCE) was achieved, reaching 21.15%. In addition, the hydrophobic nature of the alkyl side chain of 2-thiopheneethylamine hydroiodide also significantly inhibits water molecule infiltration, improving the preliminary environmental stability of the devices. Unencapsulated cells retain a significantly higher efficiency than the control group after storage for 500 h in a nitrogen atmosphere at 30% humidity and 25 °C, demonstrating excellent environmental stability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
一休哥发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
布林发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
安详岱周发布了新的文献求助10
5秒前
嘿嘿嘿嘿发布了新的文献求助10
5秒前
如意的电脑完成签到 ,获得积分10
7秒前
乐乐应助SK采纳,获得10
7秒前
lili发布了新的文献求助10
7秒前
最最完成签到,获得积分10
9秒前
布林完成签到,获得积分10
10秒前
111发布了新的文献求助10
10秒前
在水一方应助老实的半梦采纳,获得10
12秒前
12秒前
随风完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
星辰大海应助半夏采纳,获得10
16秒前
mxdckd发布了新的文献求助10
17秒前
Iris完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
longjunyu应助秣旎采纳,获得10
18秒前
安详岱周完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
molihuakai应助快乐松思采纳,获得10
19秒前
一壶发布了新的文献求助10
19秒前
wgf完成签到 ,获得积分10
20秒前
L_705完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
21秒前
探讨发布了新的文献求助10
21秒前
刘甜甜完成签到,获得积分10
21秒前
天天快乐应助L_705采纳,获得10
23秒前
小牛发布了新的文献求助10
23秒前
米斯塔林完成签到,获得积分10
24秒前
1111发布了新的文献求助10
24秒前
天天快乐应助lixuran1998采纳,获得10
24秒前
风趣的冬卉完成签到,获得积分10
25秒前
1234完成签到,获得积分10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7643720
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9216738
关于积分的说明 19773196
捐赠科研通 7209086
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276715
关于科研通互助平台的介绍 2438276
邀请新用户注册赠送积分活动 2274511