Modulação Sinérgica Assistida por Ácido Acético da Cinética de Cristalização e Inibição da Oxidação de Sn2+ em Células Solares de Perovskita à Base de Estanho

Resumo Perovskitas halogenadas à base de estanho atraem atenção crescente devido às propriedades optoeletrônicas favoráveis e às larguras de banda ideais. No entanto, a baixa qualidade cristalina ainda é o maior desafio para o progresso futuro em células solares de perovskita à base de estanho (PVSCs) devido aos defeitos desfavoráveis e à cinética de cristalização incontrolável. Aqui, o ácido acético (HAc) é introduzido pela primeira vez para reduzir a concentração supersaturada da solução precursora para formar preferencialmente clusters de pré-nucleação, induzindo assim uma nucleação rápida para a regulação eficaz da cinética de cristalização. Em particular, o íon hidrogênio e o íon acetato contidos no HAc podem efetivamente inibir a oxidação de Sn2+, e a interação de ligação de hidrogênio entre HAc e o íon iodeto (I−) reduz significativamente a perda de I−, o que garante que a relação estequiométrica I−/Sn2+ do filme de perovskita correspondente esteja próxima do valor teórico, reduzindo assim efetivamente a densidade de defeitos e mantendo a rede cristalina perfeita. Consequentemente, as PVSCs à base de estanho assistidas por HAc alcançam uma eficiência de conversão de potência campeã de 12,26% com uma tensão de circuito aberto superior de até 0,75 V. Além disso, o dispositivo não encapsulado mantém quase 90% da PCE inicial mesmo após 3000 horas de armazenamento em atmosfera de nitrogênio. Esta estratégia demonstrada permite preparar um filme de perovskita à base de estanho de alta qualidade com menor densidade de defeitos e distorção da rede.