Sel Surya Perovskit Berkinerja Tinggi melalui Kerangka Organik Kovalen 3D: Peningkatan Efisiensi melalui Rekayasa Antarmuka Presisi

Abstrak
Kerangka organik kovalen (COF), kelas polimer berpori dengan struktur dua atau tiga dimensi yang dapat disesuaikan, telah menarik perhatian signifikan karena keserbagunaannya yang luar biasa di berbagai aplikasi. Baru-baru ini, integrasi COF ke dalam sel surya perovskit (PSC) telah muncul sebagai strategi yang menjanjikan untuk mengatasi tantangan kritis, seperti ketidakstabilan, kehilangan rekombinasi antarmuka, dan risiko lingkungan terkait timbal. Saluran pengangkutan muatan yang ditingkatkan, pasivasi cacat, dan arsitektur molekul yang dapat disesuaikan adalah beberapa manfaat khusus yang ditawarkan COF. Dalam penelitian ini, kami menggunakan reaksi basa Schiff untuk membuat dua COF tipe donor-akseptor (DA) dengan motif koneksi 8+2, yang diintegrasikan ke dalam lapisan PSC yang dirakit sendiri (SAM). Menurut karakterisasi dan perhitungan teoritis, COF tidak hanya secara efektif mengoptimalkan tingkat energi substrat ITO/SAM tetapi juga mempasifkan cacat perovskit dan menekan rekombinasi yang dibantu cacat pada perangkat PSC. Modifikasi ini secara signifikan meningkatkan pengangkutan dan ekstraksi pembawa, sehingga menghasilkan peningkatan efisiensi konversi daya (PCE) dari 22,57% menjadi 25,20% (DP-BE) dan 24,21% (DP-DBE). Karya ini menyoroti potensi COF sebagai pengubah multifungsi untuk rekayasa antarmuka dalam PSC, yang menawarkan rute yang menjanjikan untuk meningkatkan kinerja dan stabilitas perangkat.