Effiziente und stabile invertierte Perowskit-Solarzellen mit sehr hohen Füllfaktoren durch den Einsatz eines sternförmigen Polymers

Die Stabilisierung von hocheffizienten Perowskit-Solarzellen (PSCs) unter Betriebsbedingungen bleibt ein ungelöstes Problem, das deren großflächige kommerzielle Einführung behindert. Hier berichten wir über ein sternförmiges Polymer zur Verbesserung des Ladungstransports und zur Hemmung der Ionenmigration an der Perowskit-Schnittstelle. Die Einbeziehung mehrerer chemischer Ankerstellen in den Zweigen des sternförmigen Polymers kontrolliert die Kristallisation des Perowskitfilms stark, indem die Fangdichte verringert und die Beweglichkeit der Ladungsträger erhöht wird. Dadurch wird die nichtstrahlende Rekombination gehemmt und der Ladungstransportverlust reduziert. Folglich zeigen die modifizierten invertierten PSCs einen optimalen Wirkungsgrad von 22,1 % und einen sehr hohen Füllfaktor (FF) von 0,862, was 95,4 % des durch Shockley-Queisser begrenzten FF (0,904) von PSCs mit einer Bandlücke von 1,59 eV entspricht. Die modifizierten Geräte weisen eine ausgezeichnete langfristige operative und thermische Stabilität am maximalen Leistungspunkt über 1000 Stunden bei 45 °C unter kontinuierlicher Sonnenbestrahlung auf, ohne dass es zu einem signifikanten Effizienzverlust kommt.