Efficient perovskite solar cells based on polyoxyethylene bis(amine) and NaPF6 modified SnO2 layer with high open-circuit voltage

材料科学 钙钛矿(结构) 图层(电子) 结晶度 润湿 掺杂剂 能量转换效率 化学工程 电导率 光电子学 聚合物 复合材料 纳米技术 兴奋剂 工程类 物理化学 化学
作者
Xiangning Xu,Zhichao Lin,Qili Song,Hairui Duan,Hongye Dong,Xiaowen Gao,Osamah Alsalman,Cheng Mu,Xinhua Ouyang
出处
期刊:Materials Today Energy [Elsevier BV]
卷期号:44: 101630-101630
标识
DOI:10.1016/j.mtener.2024.101630
摘要

The electron transport layer (ETL) of SnO2 with a rough surface, low conductivity, and poor wettability has limited its application in perovskite solar cells (PSCs). To address this issue, we propose a strategy that involves the simultaneous use of bulk dopant NaPF6 and polymer stabilizer NH2-PEG-NH2 in SnO2. NH2-PEG-NH2 is compatible with both SnO2 and NaPF6, resulting in a homogeneous distribution. Additionally, the intrinsic hydrophilicity of the polymer facilitates the formation of a continuous and ordered ETL with improved wettability. The inclusion of NaPF6 as a bulk dopant enhances conductivity and promotes upper perovskite growth. As a result, optimized morphology, aligned energy levels, improved crystallinity, and reduced bottom defects are achieved in the fabricated perovskite layer. The champion device exhibits a power conversion efficiency (PCE) of ∼23.36%, which is ∼11.88% higher than that of the pristine device (PCE=20.88%). Notably, the VOC reaches ∼1.2 V with only ∼0.08 V of VOC loss, which is among the highest report one. Furthermore, the PCE of the modified unpackaged PSC was only attenuated by 25% after 250 h of maximum power point tracking in the environment. These results present an alternative and effective approach for preparing high-quality SnO2 ETL for efficient PSCs.
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