Pasivación de estados trampa mediante ingeniería racional de moléculas de ligando hacia celdas solares de perovskita eficientes y estables que superan el 23% de eficiencia

Resumen Las pérdidas por recombinación no radiativa resultantes de los estados trampa en la superficie y los límites de grano obstaculizan directamente la mejora adicional de la eficiencia de conversión de potencia (PCE) y la estabilidad de las celdas solares de perovskita. En consecuencia, es altamente deseable suprimir la recombinación no radiativa a través de la modulación de la cristalización de la perovskita y la pasivación de los defectos de las películas de perovskita. Aquí se informa sobre una estrategia de ingeniería de aditivos multifuncionales simples y efectivas donde se incorporan unidades de ácido maleimidoundecanoico (11MA) con carbonilos (carboxilo y amida) y una cadena alquílica larga hidrofóbica en una solución precursora de perovskita. Se revela que se alcanza una mejor cristalidad, una reducción de la densidad de estados trampa y una inhibición de la migración iónica, lo que se atribuye a la fuerte interacción de coordinación entre los grupos carbonilo en ambos lados de las moléculas de 11MA y Pb 2+. Como resultado, se logran mejoras en la eficiencia y estabilidad simultáneamente después de introducir el aditivo 11MA. El dispositivo con el aditivo 11MA entrega una PCE campeona de 23.34% con una histéresis negligible, que es significativamente mayor que el 18.24% del dispositivo de control. El dispositivo modificado mantiene alrededor del 91% de su PCE inicial después de envejecer bajo condiciones ambientales durante 3000 h. Este trabajo proporciona una guía para el desarrollo de moléculas de aditivos multifuncionales con el propósito de mejorar simultáneamente la eficiencia y la estabilidad.