تمرير السطح بواسطة طبقة حجب الثقوب في البيروفسكايت نحو خلايا شمسية مقلوبة فعالة ومستقرة

تعتبر خلايا الشمسية البيروفسكايت المقلوبة (p‐i‐n) مميزة من حيث سهولة التصنيع، وقابلية المعالجة عند درجات حرارة منخفضة، والنقص البسيط في الظواهر الهستيرية، والتوافق الممتاز مع الأجهزة المتسلسلة مقارنةً مع الأنواع العادية (n‐i‐p). تعتبر طبقة حجب الثقوب ضرورية لنقل الإلكترون بكفاءة في خلايا البيروفسكايت المقلوبة، وعادةً ما تُستخدم فقط طبقة واحدة من حجب الثقوب من مادة باهتوكوبروين (BCP). في هذه الدراسة، تم دمج مادة bis2‐(diphenylphosphino)phenyl ether oxide (DPEPO) ذات مستوى طاقة أعلى شغوف للمجال الجزيئي (HOMO) فوق فيلم البيروفسكايت كطبقة حجب ثقوب مساعدة، مما يؤدي إلى تحسين نقل الإلكترون في أجهزة PSC المعكوسة. يمكن لمجموعة P=O في DPEPO أن تتناسق مع أيونات Pb 2+ في البيروفسكايت، مما يؤدي إلى تمرير شقوق السطح في البيروفسكايت. بالإضافة إلى ذلك، يمنع دمج طبقة حجب الثقوب DPEPO نقل الثقوب غير المرغوب فيها من البيروفسكايت إلى طبقة نقل الإلكترون PCBM (ETL)، مما يقمع إعادة تركيب الإلكترون–الثقب غير الإشعاعي. ونتيجة لذلك، وبالتعاون مع طبقة حجب الثقوب BCP، تتميز أجهزة PSC المعكوسة المبنية على طبقات مزدوجة من حجب الثقوب بكفاءة تحويل طاقة (PCE) قدرها 24.17% مع جهد دائري مفتوح (V oc) مرتفع يبلغ 1.15 فولت، مما يتجاوز بشكل كبير تلك المستندة إلى طبقة واحدة من حجب الثقوب (22.26%). علاوة على ذلك، يساعد دمج DPEPO غير القابل للماء في تحسين الاستقرار البيئي والحراري لأجهزة PSC المعكوسة.