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Crystallization Dynamic Control of Perovskite Films with Suppressed Phase Transition and Reduced Defects for Highly Efficient and Stable All-Inorganic Perovskite Solar Cells
ACS Materials Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2023-04-21 , DOI: 10.1021/acsmaterialslett.3c00275
Siyu Zhang 1 , Jian He 2 , Xing Guo 2, 3 , Jie Su 2 , Zhenhua Lin 2 , Jincheng Zhang 2 , Lixin Guo 1 , Yue Hao 2 , Jingjing Chang 2, 3
ACS Materials Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2023-04-21 , DOI: 10.1021/acsmaterialslett.3c00275
Siyu Zhang 1 , Jian He 2 , Xing Guo 2, 3 , Jie Su 2 , Zhenhua Lin 2 , Jincheng Zhang 2 , Lixin Guo 1 , Yue Hao 2 , Jingjing Chang 2, 3
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The performance of all-inorganic CsPbBr3 solar cells for photovoltaic applications is governed by the phase compositions of 3D CsPbBr3 and its Cs–Pb–Br derivatives of 0D Cs4PbBr6 or 2D CsPb2Br5. Herein, a general method was proposed by using CsBr/CH3OH treatment to suppress the phase transitions and reduce surface defects of CsPbBr3 films revealed by theoretical calculation and experiments. The formation energies (ΔH) for various phase transition processes verify that low concentration CsBr/CH3OH treatment can effectively inhibit the harmful 0D Cs4PbBr6 formation, further repairing the surface defects of perovskite and improving the photovoltaic performance. The hole transport layer (HTL)-free CsPbBr3 PSC achieves a champion efficiency of 9.48% with an impressive 1.54 V open-circuit voltage and excellent long-term stability. It is worth mentioning that adding a thin ZnO layer on TiO2/CsPbBr3 interface can increase the efficiency of CsPbBr3–PSC to 10.67% with improved short-circuit current and open-circuit voltage. The advanced CsPbBr3-based PSCs can benefit from these insights into accurately controlling the Cs–Pb–Br perovskite phase transition and surface properties.
中文翻译：
抑制相变和减少缺陷的钙钛矿薄膜的结晶动态控制，用于高效稳定的全无机钙钛矿太阳能电池
用于光伏应用的全无机 CsPbBr 3太阳能电池的性能取决于 3D CsPbBr 3及其 Cs-Pb-Br 衍生物（0D Cs 4 PbBr 6或 2D CsPb 2 Br 5 ）的相组成。在此，提出了一种通过使用CsBr/CH 3 OH处理来抑制相变并减少理论计算和实验揭示的CsPbBr 3薄膜表面缺陷的通用方法。各种相变过程的形成能（ΔH ）验证了低浓度CsBr/CH 3 OH处理可以有效抑制有害的0D Cs 4 PbBr6形成，进一步修复钙钛矿表面缺陷，提高光伏性能。无空穴传输层 (HTL) 的 CsPbBr 3 PSC 实现了 9.48% 的冠军效率，具有令人印象深刻的 1.54 V 开路电压和出色的长期稳定性。值得一提的是，在TiO 2 /CsPbBr 3界面上添加一层ZnO薄层可以将CsPbBr 3 –PSC的效率提高到10.67%，并改善短路电流和开路电压。先进的基于 CsPbBr 3的 PSC 可以从这些见解中受益，以准确控制 Cs-Pb-Br 钙钛矿相变和表面特性。
更新日期：2023-04-21
中文翻译：
抑制相变和减少缺陷的钙钛矿薄膜的结晶动态控制，用于高效稳定的全无机钙钛矿太阳能电池
用于光伏应用的全无机 CsPbBr 3太阳能电池的性能取决于 3D CsPbBr 3及其 Cs-Pb-Br 衍生物（0D Cs 4 PbBr 6或 2D CsPb 2 Br 5 ）的相组成。在此，提出了一种通过使用CsBr/CH 3 OH处理来抑制相变并减少理论计算和实验揭示的CsPbBr 3薄膜表面缺陷的通用方法。各种相变过程的形成能（ΔH ）验证了低浓度CsBr/CH 3 OH处理可以有效抑制有害的0D Cs 4 PbBr6形成，进一步修复钙钛矿表面缺陷，提高光伏性能。无空穴传输层 (HTL) 的 CsPbBr 3 PSC 实现了 9.48% 的冠军效率，具有令人印象深刻的 1.54 V 开路电压和出色的长期稳定性。值得一提的是，在TiO 2 /CsPbBr 3界面上添加一层ZnO薄层可以将CsPbBr 3 –PSC的效率提高到10.67%，并改善短路电流和开路电压。先进的基于 CsPbBr 3的 PSC 可以从这些见解中受益，以准确控制 Cs-Pb-Br 钙钛矿相变和表面特性。
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