Invertierte Perowskit-Solarzellen mit Dimethylacridin
Natur (2023)Diesen Artikel zitieren
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Die Dotierung von Perowskit-Halbleitern1 und die Passivierung seiner Korngrenzen2 bleiben eine Herausforderung, sind aber für die Weiterentwicklung hocheffizienter Perowskit-Solarzellen unerlässlich. Dies ist insbesondere von entscheidender Bedeutung, um die invertierten Bauelemente auf der Basis von Perowskit/Indiumzinnoxid (ITO)-Schottky-Kontakten zu bauen, ohne vorher eine Schicht aus Lochtransportmaterial abzuscheiden3-5. Hier berichten wir über einen auf Dimethylacridin basierenden molekularen Dotierungsprozess zum Aufbau eines gut abgestimmten p-Perowskit/ITO-Kontakts zusammen mit einer umfassenden Passivierung der Korngrenzen, wodurch ein zertifizierter Leistungsumwandlungswirkungsgrad (PCE) von 25,39 % erreicht wird. Es wird gezeigt, dass die Moleküle im Chlorbenzol-abgeschreckten Kristallisationsprozess, den wir als Molekülextrusionsprozess bezeichnen, aus der Vorläuferlösung zu den Korngrenzen und der Filmunterseite extrudiert werden. Der Kernkoordinationskomplex zwischen der deprotonierten Phosphonsäuregruppe des Moleküls und dem Bleipolyiodid des Perowskits ist sowohl für die mechanische Absorption als auch für die elektronische Ladungsübertragung verantwortlich und führt zu einer p-Typ-Dotierung des Perowskitfilms. Wir erreichen ein Champion-Gerät mit einem PCE von 25,86 % (Reverse-Scan) und Geräte, die nach 1000 Stunden Lichteinwirkung 96,6 % des ursprünglichen PCE beibehalten.
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Diese Autoren haben gleichermaßen beigetragen: Qin Tan, Zhaoning Li
Department of Materials Science and Engineering, Institute of Innovative Materials (I2M), Shenzhen Key Laboratory of Full Spectral Solar Electricity Generation (FSSEG), Southern University of Science and Technology (SUSTech), No. 1088, Xueyuan Rd., Shenzhen, Guangdong, China
Qin Tan, Zhaoning Li, Guangfu Luo, Xusheng Zhang, Guocong Chen, Han Gao, Dong He, Guoqiang Ma, Jiafeng Wang, Jingwei Xiu, Huqiang Yi und Zhubing He
Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, Department of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, No. 96, Jinzhai Road, Hefei, Anhui, China
Bo Che & Tao Chen
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Korrespondenz mit Zhubing He.
Diese ergänzende Informationsdatei enthält detaillierte Materialien und Methoden, ergänzenden Text und ergänzende Abbildungen. 1 bis 38 und Ergänzungstabellen 1 bis 8.
Nachdrucke und Genehmigungen
Tan, Q., Li, Z., Luo, G. et al. Invertierte Perowskit-Solarzellen mit Dotierstoffen auf Dimethylacridinbasis. Natur (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06207-0
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Eingegangen: 09. Dezember 2022
Angenommen: 12. Mai 2023
Veröffentlicht: 24. Mai 2023
DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06207-0
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