Three‐dimensional (3‐D) fluoride molecular glue to improve the SnO2/perovskite interface for efficient perovskite solar cells

钙钛矿(结构) 胶水 材料科学 氟化物 接口(物质) 化学工程 光电子学 化学 复合材料 无机化学 工程类 毛细管数 毛细管作用
作者
Zijing Chen,Shangfeng Jiang,Xiaolong Du,Yiming Li,Jiangjian Shi,Fubo Tian,Huijue Wu,Yanhong Luo,Dongmei Li,Qingbo Meng
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202415669
摘要

Aiming at numerous defects at SnO2/perovskite interface and lattice mismatch in perovskite solar cells (PSCs), we design a kind of three‐dimensional (3D) molecular glue (KBF4‐TFMSA), which is derived from strong intramolecular hydrogen bonding interaction between potassium tetrafluoroborate (KBF4) and trifluoromethanesulfonamide (TFMSA). A remarkable efficiency of 25.8% with negligible hysteresis and a stabilized power output of 25.0% have been achieved, in addition, 24.57% certified efficiency of 1 cm2 device is also obtained. Further investigation reveals that this KBF4‐TFMSA can interact with oxygen vacancies and under‐coordinated Sn(IV) from the SnO2, in the meantime, FA+ (NH2‐C=NH) and K+ cations can be well fixed by hydrogen bonding interaction between FA+ and BF4‐, and electrostatic attraction between sulfonyl oxygen and K+ ions, respectively. Thereby, FAPbI3 crystal grain sizes are increased, interfacial defects are significantly reduced and carrier extraction/transport is facilitated, leading to better cell performance and excellent stabilities. Non‐encapsulated devices can maintain 91% of their initial efficiency under maximum‐power‐point (MPP) tracking while continuous illumination (~100 mW cm‐2) for 1000 h, and retain 91% of the initial efficiency after 1000 h “double 60” damp‐heat stability testing (60°C and 60%RH (RH, relatively humidity)).
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