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Tin-Lead Perovskite Solar Cells with Preferred Crystal Orientation by Buried Interface Approach
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2024-09-09 , DOI: 10.1002/smll.202400934 Jiaxing Xiong 1 , Qiuxiang Wang 1 , Yanjun Xing 1 , Xinlei Gan 2 , Wendong Zhu 1 , Rong Xuan 1 , Like Huang 1 , Xiaohui Liu 1 , Yuejin Zhu 2 , Jing Zhang 1
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2024-09-09 , DOI: 10.1002/smll.202400934 Jiaxing Xiong 1 , Qiuxiang Wang 1 , Yanjun Xing 1 , Xinlei Gan 2 , Wendong Zhu 1 , Rong Xuan 1 , Like Huang 1 , Xiaohui Liu 1 , Yuejin Zhu 2 , Jing Zhang 1
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Mixed tin-lead perovskite solar cells (PSCs) have garnered much attention for their ideal bandgap and high environmental research value. However, poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrene sulfonate) (PEDOT: PSS), widely used as a hole transport layer (HTL) for Sn-Pb PSCs, results in unsatisfactory power conversion efficiency (PCE) and long-term stability of PSCs due to its acidity and moisture absorption. A synergistic strategy by incorporating histidine (HIS) into the PEDOT: PSS HTL is applied to simultaneously regulate the nucleation and crystallization of perovskite (PVK). HIS neutralizes the acidity of PEDOT: PSS and enhances conductivity. Especially, the coordination of the C═N and -COO− functional groups in the HIS molecule with Sn2+ and Pb2+ induces vertical growth of PVK film, resulting in the release of residual surface stress. Additionally, this strategy also optimizes the energy level alignment between the perovskite layer and the HTL, which improves charge extraction and transport. With these cooperative effects, the PCE of Sn-Pb PSCs reaches 21.46% (1 sun, AM1.5), maintaining excellent stability under a nitrogen atmosphere. Hence, the buried interface approach exhibits the potential for achieving high-performance and stable Sn-Pb PSCs.
中文翻译：
采用埋入界面方法的具有优选晶体取向的锡铅钙钛矿太阳能电池
混合锡铅钙钛矿太阳能电池 （PSC） 因其理想的带隙和高环境研究价值而备受关注。然而，聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）广泛用作 Sn-Pb PSC 的空穴传输层 （HTL），由于其酸性和吸湿性，导致 PSC 的功率转换效率 （PCE） 和长期稳定性不令人满意。通过将组氨酸 （HIS） 掺入 PEDOT 的协同策略：PSS HTL 用于同时调节钙钛矿 （PVK） 的成核和结晶。HIS 中和 PEDOT：PSS 的酸性并增强导电性。特别是，HIS 分子中的 C═N 和 -COO− 官能团与 Sn2+ 和 Pb2+ 的配位诱导 PVK 薄膜的垂直生长，从而导致残余表面应力的释放。此外，该策略还优化了钙钛矿层和 HTL 之间的能级对齐，从而改善了电荷提取和传输。在这些协同效应下，Sn-Pb PSCs 的 PCE 达到 21.46% （1 sun， AM1.5），在氮气气氛下保持优异的稳定性。因此，埋入界面方法显示出实现高性能和稳定 Sn-Pb PSC 的潜力。
更新日期：2024-09-09
中文翻译：
采用埋入界面方法的具有优选晶体取向的锡铅钙钛矿太阳能电池
混合锡铅钙钛矿太阳能电池 （PSC） 因其理想的带隙和高环境研究价值而备受关注。然而，聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）广泛用作 Sn-Pb PSC 的空穴传输层 （HTL），由于其酸性和吸湿性，导致 PSC 的功率转换效率 （PCE） 和长期稳定性不令人满意。通过将组氨酸 （HIS） 掺入 PEDOT 的协同策略：PSS HTL 用于同时调节钙钛矿 （PVK） 的成核和结晶。HIS 中和 PEDOT：PSS 的酸性并增强导电性。特别是，HIS 分子中的 C═N 和 -COO− 官能团与 Sn2+ 和 Pb2+ 的配位诱导 PVK 薄膜的垂直生长，从而导致残余表面应力的释放。此外，该策略还优化了钙钛矿层和 HTL 之间的能级对齐，从而改善了电荷提取和传输。在这些协同效应下，Sn-Pb PSCs 的 PCE 达到 21.46% （1 sun， AM1.5），在氮气气氛下保持优异的稳定性。因此，埋入界面方法显示出实现高性能和稳定 Sn-Pb PSC 的潜力。
京公网安备 11010802027423号