Anpassung des Oberflächenpotentials und der Chelation von Perowskit zur Effizienzsteigerung von Solarzellen

Zusammenfassung Die Modifizierung der Perowskit-Oberfläche mit verschiedenen organischen Ammoniumhalogenid-Kationen hat sich als effektiver Ansatz zur Verbesserung der Gesamtleistung von Perowskit-Solarzellen erwiesen. Dennoch bleibt der Einfluss der strukturellen Symmetrie dieser Ammoniumhalogenid-Kationen auf die Perowskit-Oberflächenabschlusssystematik ungewiss. In dieser Arbeit wird der Einfluss der Symmetrie auf die Leistung der Geräte untersucht, wobei Moleküle auf Basis von symmetrischen Bis(2‐chlorethyl)ammonium-Kationen (B(CE)A +) und asymmetrischen 2‐chlorethylammonium-Kationen (CEA +) als Grenzschichten zwischen dem Perowskit und der Löchertransportschicht verwendet werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass die symmetrischen B(CE)A + Kationen zu einem homogeneren Oberflächenpotential und umfassenderer Chelation mit unkoordiniertem Pb 2+ im Vergleich zu den asymmetrischen Kationen führen, was zu einer günstigeren Energiebandanpassung und verstärkter Defektheilung führt. Diese Strategie, die die räumliche geometrische Symmetrie der Grenzschichtkationen nutzt, fördert die Löcherträgerextraktion zwischen funktionalen Schichten und reduziert die nichtstrahlende Rekombination auf der Perowskit-Oberfläche. Folglich erreichen mit den symmetrischen B(CE)A + Kationen verarbeitete Perowskit-Solarzellen eine Stromumwandlungsrate (PCE) von 25,60% und behalten nach 500 Stunden Betrieb am maximalen Leistungspunkt etwa 91% ihrer anfänglichen PCE. Diese Arbeit hebt die signifikanten Vorteile der Nutzung strukturell symmetrischer Kationen zur Förderung der Leistung und Stabilität von Perowskit-Solarzellen hervor.