Tin-Based Defects and Passivation Strategies in Tin-Related Perovskite Solar Cells

钝化 材料科学 钙钛矿(结构) 结晶 光伏系统 纳米技术 冶金 工程物理 光伏 化学工程 化学 结晶学 图层(电子) 电气工程 工程类
作者
Bo Li,Bohong Chang,Lu Pan,Zihao Li,Lin Fu,Zhubing He,Longwei Yin
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:5 (12): 3752-3772 被引量:142
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.0c01796
摘要

Tin (Sn)-based and mixed tin–lead (Sn–Pb) perovskites have attracted increased attention as promising candidates for new generation lead-free perovskite and all-perovskite tandem solar cells. However, as an inevitably critical issue, Sn(II) induced serious defects and oxidation and caused poor photovoltaic performance and unsatisfactory stability for Sn-based and mixed Sn–Pb perovskites. Herein, a comprehensive understanding on defect classification, defect formation, defect effect on performance, and defect passivation strategies is reviewed on the Sn(II) induced defects. The Sn(II)-based defects can be classified from the aspects of defect dimensions and shallow/deep levels in energy structure according to three main origins, i.e. low defect tolerance, oxidation, and fast crystallization. Then, the state-of-the-art defect passivation strategies including surface Lewis acid/base coordination, low/mixed dimensional perovskite design, composition regulation and crystal orientation modulation, and reducing agent assistance are summarized systematically. Lastly, several key scientific issues and future research prospectives are proposed for achieving stable and high-performance Sn-related perovskite photovoltaics.
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