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Defect Passivation by a Donor–Acceptor–Donor‐Structured Small Molecule via Bidentate Anchoring for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells

钝化 钙钛矿(结构) 材料科学 接受者 能量转换效率 化学工程 纳米技术 图层(电子) 结晶学 光电子学 化学 凝聚态物理 物理 工程类
作者
Sanjay Sandhu,Bommaramoni Yadagiri,Senthilkumar Muthu,Ashok Kumar Kaliamurthy,Jongdeok Park,Hyeong Cheol Kang,Junyeong Ryu,Jae‐Joon Lee
出处
期刊:Solar RRL [Wiley]
卷期号:6 (12) 被引量:6
标识
DOI:10.1002/solr.202200786
摘要

Perovskite solar cells (PSCs) have exhibited a tremendous photovoltaic performance over the past few years. However, the ionic nature of perovskite and the solution‐processable fabrication methods lead to various defects (vacancies, interstitials, and antisites) at the perovskite surface. Incorporating interfacial or surface passivation layers has proved to be crucial in passivating these defects. Herein, a novel donor–acceptor–donor (D–A–D)‐based bidentate material, namely, BDTBT, consisting of benzothiadiazole (BDT) as the central acceptor unit and benzothiophene (BT) as a donor end cap unit, is synthesized. The various structural analyses reveal that N and S heteroatoms at BDTBT coordinate effectively to undercoordinated Pb 2+ in perovskite via Pb–N/S bidentate interactions. As a result, the BDTBT‐treated perovskite exhibits an improved power conversion efficiency (PCE) of 20.42% compared with the bare perovskite, having a PCE of 17.18%. The BDTBT incorporation provides favorable band alignment, increased hole transfer, and suppressed nonradiative recombination losses by reducing the surface defect states. In addition, there is significant increase in the device stability and moisture resistance owing to the hydrophobic nature of BDTBT. This study provides a simple and efficient route to obtain stable and highly efficient PSCs by incorporating small molecules as an additional interfacial layer.
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