Cellules solaires à pérovskite inversée utilisant de la diméthylacridine

Nature (2023)Citer cet article

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Le dopage du semi-conducteur pérovskite1 et la passivation de ses joints de grains2 restent difficiles mais essentiels pour faire progresser les cellules solaires pérovskites à haut rendement. En particulier, cela est crucial pour construire les dispositifs inversés à base de contact Schottky pérovskite / oxyde d'indium et d'étain (ITO) sans pré-déposer une couche de matériau de transport de trous3-5. Nous rapportons ici un processus de dopage moléculaire à base de diméthylacridine pour construire un contact p-perovskite/ITO bien adapté avec une passivation complète des joints de grains, atteignant une efficacité de conversion de puissance certifiée (PCE) de 25,39 %. On montre que les molécules sont extrudées de la solution précurseur vers les joints de grains et la surface inférieure du film dans le processus de cristallisation trempé au chlorobenzène, que nous appelons un processus d'extrusion de molécules. Le complexe de coordination central entre le groupe acide phosphonique déprotoné de la molécule et le polyiodure de plomb de la pérovskite est responsable à la fois de l'absorption mécanique et du transfert de charge électronique, et conduit au dopage de type p du film de pérovskite. Nous obtenons un appareil champion avec un PCE de 25,86 % (balayage inversé) et des appareils qui maintiennent 96,6 % du PCE initial après 1000 h de trempage dans la lumière.

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Ces auteurs ont contribué à parts égales : Qin Tan, Zhaoning Li

Département des sciences et de l'ingénierie des matériaux, Institut des matériaux innovants (I2M), Shenzhen Key Laboratory of Full Spectral Solar Electricity Generation (FSSEG), Southern University of Science and Technology (SUSTech), n ° 1088, Xueyuan Rd., Shenzhen, Guangdong, Chine

Qin Tan, Zhaoning Li, Guangfu Luo, Xusheng Zhang, Guocong Chen, Han Gao, Dong He, Guoqiang Ma, Jiafeng Wang, Jingwei Xiu, Huqiang Yi et Zhubing He

Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, Department of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, No. 96, Jinzhai Road, Hefei, Anhui, Chine

Bo Che et Tao Chen

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Correspondance à Zhubing He.

Ce fichier d'informations supplémentaires contient des matériaux et des méthodes détaillés, un texte supplémentaire, des figures supplémentaires. 1 à 38 et tableaux supplémentaires 1 à 8.

Réimpressions et autorisations

Tan, Q., Li, Z., Luo, G. et al. Cellules solaires à pérovskite inversée utilisant des dopants à base de diméthylacridine. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06207-0

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Reçu : 09 décembre 2022

Accepté : 12 mai 2023

Publié: 24 mai 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-023-06207-0

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