Chemical Polishing‐Assisted Surface Passivation and Repair for Robust Perovskite Photovoltaics

钝化 钙钛矿(结构) 材料科学 光电流 光伏 光电子学 能量转换效率 光伏系统 化学工程 表面改性 纳米技术 化学稳定性 阳极 载流子寿命 残余物 钙钛矿太阳能电池
作者
Zhiyu Wang,Kunting Dai,Jiali Luo,Xiyu Chen,Deying Luo,Weiguang Xie,Ke Chen
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (50)
标识
DOI:10.1002/adfm.76110
摘要

ABSTRACT Defects on perovskite film surfaces are thought to be detrimental to device efficiencies and stabilities of perovskite solar cells, thereby minimizing the surface defects is critical for high performance. Here, we present a chemical polishing‐assisted molecular passivation strategy to repair the perovskite surface, in which trace amounts of N,N‐dimethylformamide are employed to mildly dissolve the surface and remove residual PbI 2 , while 2‐amino‐4,6‐dimethoxy‐1,3,5‐triazine (ADT) acts as a molecular repair agent. First‐principle calculations and experiments show that amino and methoxy groups in ADT passivate defect states with different charge characteristics in perovskite via electrostatic forces, significantly reducing the defect density. Consequently, smooth and homogeneous perovskite films are obtained with released residual stress, suppressed non‐radiative recombination, and superior long‐term stability under both light soaking and humid conditions. The target perovskite solar cells show a power conversion efficiency of 25.05% and exhibit markedly improved stability, with the extrapolated T 80 exceeding 4100 h under the ISOS‐D‐1I protocol and the T 80 lifetime over 2200 h loading maximum power point tracking following the ISOS‐L‐1I protocol. The devices also maintain stable photocurrent under prolonged light on‐off cycling. Our work offers a new and convenient strategy for perovskite surface repair to achieve efficient and robust perovskite optoelectronic devices.
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