Células solares de perovskita inorgânicas livres de chumbo altamente estáveis e eficientes com passivação de óxido nativo

Há uma necessidade urgente de eliminar o chumbo tóxico das células solares de perovskita halide predominantes (PSCs), mas as PSCs atuais livres de chumbo ainda estão atormentadas por questões críticas de baixa eficiência e má estabilidade. Isso se deve principalmente às suas propriedades fotovoltaicas inadequadas e à estabilidade química. Aqui, demonstramos o uso da perovskita de solução sólida de triodeto de césio-estanho-germânio livre de chumbo (CsSn0.5Ge0.5I3) como o absorvedor de luz nas PSCs, proporcionando uma eficiência promissora de até 7,11%. Mais importante, essas PSCs mostram alta estabilidade, com menos de 10% de queda na eficiência após 500 horas de operação contínua em atmosfera de N2 sob iluminação de um sol. A chave para esse desempenho impressionante dessas PSCs é a formação de uma camada de óxido nativo de cobertura total e estável, que encapsula e passiva completamente as superfícies da perovskita. A abordagem de passivação de óxido nativo relatada aqui representa uma alternativa para aumentar a eficiência e a estabilidade das PSCs livres de chumbo.