高効率混合次元ペロブスカイト太陽電池のための3Dペロブスカイトフィルムの両面表面パッシベーション

要約 ペロブスカイトと隣接する電荷輸送層間の欠陥媒介キャリア再結合は、最先端のペロブスカイト太陽電池の効率を制限します。したがって、界面欠陥のパッシベーションは、理論的限界に近いセル効率を達成するために不可欠です。本研究では、2D層状ペロブスカイトを形成する大きな有機カチオンベースのハロゲン化物化合物の薄い表面層による3Dペロブスカイトフィルムの新しい両面パッシベーションが示されています。光学バンドギャップが約1.6 eVのペロブスカイトフィルムについて、優れた開回路電圧1.2 Vを持つ非常に効率的（22.77%）な混合次元ペロブスカイトデバイスが報告されています。実験的および数値的分析の組み合わせを使用して、両面表面層が電子およびホール輸送層界面で効果的な欠陥パッシベーションを提供し、アクティブ層の両側で表面再結合を抑制することが示されています。パッシベーション層の半絶縁体的性質にもかかわらず、最適化されたセルのフィルファクターの増加が観察されます。効率的なキャリア抽出は、2Dペロブスカイト層の不完全な表面被覆によって説明され、シリコン光伏に使用されるトンネル酸化物パッシベーション層と同様に、局所的に未パッシベートな領域を通じて電荷輸送が可能になります。これらのフィルムの欠陥パッシベーション特性の最適化は、セル効率をさらに向上させる可能性があります。