Suppressing Sn-Rich Phase Precipitation Enables Controlled Crystallization in MA-free Sn–Pb Perovskite Solar Cells

成核 结晶 材料科学 能量转换效率 化学工程 降水 甲脒 同步 串联 相(物质) 钙钛矿(结构) 共晶体系 格子(音乐) 晶体生长 同种类的 化学物理 硫氰酸盐 能量转换 纳米技术 光电子学 饱和(图论) 卤化物
作者
Bin Huang,Likai Zheng,Ruixiong Hu,Yimin Xuan
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:11 (5): 4055-4066 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.6c00617
摘要

Methylammonium-free (MA-free) tin–lead perovskites are essential for durable all-perovskite tandem solar cells (APTSCs), yet the lower activation energy of Sn-based phases triggers a premature nucleation driving force, leading to detrimental Sn-rich phase precipitation and significant lattice strain. Herein, we introduce rubidium thiocyanate (RbSCN) as a multifunctional regulator to orchestrate the crystallization dynamics and strain evolution. SCN – selectively coordinates with Sn 2+, retarding premature Sn-rich phase precipitation and synchronizing the growth rates of Sn/Pb-mixed phases. Simultaneously, Rb + mitigates local lattice distortion, yielding structurally homogeneous films with minimized nonradiative recombination. Consequently, the optimized MA-free Sn–Pb device achieves a 22.92% power conversion efficiency (PCE) and exhibits enhanced operational stability. Integrating this into monolithic APTSCs realizes a PCE of 28.77% (TÜV-certified 28.53%). Notably, the V OC × FF product represents the highest value reported for MA-free APTSCs, highlighting the efficacy of synchronized crystallization in unleashing the potential of narrow-bandgap perovskites.
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