Perancangan Material Antarmuka Polaritas Tinggi untuk Sel Surya Perovskit FACsPbI3 dengan Efisiensi 26,47%

Abstrak
Merancang material antarmuka baru dengan multifungsi kontrol kristalisasi lapisan atas, pasivasi cacat antarmuka, dan regulasi tingkat energi antarmuka sangat penting untuk mengembangkan sel surya perovskit (PSC) yang efisien dan stabil. Di sini, material antarmuka polaritas tinggi, 2-siano-N,N,N-trimetilamonium bromida (CNCB), disintesis untuk merekayasa antarmuka terkubur antara SnO2 dan perovskit dari PSC. Investigasi teoritis dan eksperimental yang komprehensif menunjukkan bahwa CNCB berinteraksi dengan prekursor perovskit (PbI2 dan FAI) untuk mengatur kinetika kristalisasi, menghasilkan film perovskit dengan orientasi yang disukai dan cacat yang berkurang. Secara bersamaan, CNCB berinteraksi secara kimiawi dengan permukaan SnO2 dan perovskit, secara efektif mempasifkan kekosongan oksigen di SnO2 dan cacat Pb2+ yang kurang terkoordinasi pada permukaan perovskit yang terkubur. Lebih jauh lagi, momen dipol tinggi CNCB mendorong polarisasi antarmuka yang menguntungkan, mengoptimalkan penyelarasan tingkat energi dan menekan rekombinasi non-radiatif. PSC FACsPbI3 yang dimodifikasi CNCB mencapai efisiensi konversi daya juara sebesar 26,47% dengan stabilitas operasional yang luar biasa, mempertahankan 87,14% dari efisiensi awalnya setelah 1000 jam penerangan 1 matahari terus-menerus. Karya ini menetapkan paradigma desain molekuler untuk bahan antarmuka multifungsi dalam optoelektronik perovskit, yang menyoroti peran sinergis dari kontrol kristalisasi, pasivasi cacat, dan rekayasa dipol dalam perangkat berkinerja tinggi.