Ammonium cations with high pKa in perovskite solar cells for improved high-temperature photostability

钝化 脱质子化 离解(化学) 钙钛矿(结构) 甲脒 化学 限制 晶界 能量转换效率 无机化学 材料科学 化学工程 离子 结晶学 有机化学 光电子学 图层(电子) 机械工程 微观结构 工程类
作者
Mengru Wang,Zhifang Shi,Chengbin Fei,Zhewen J. D. Deng,Guang Yang,Sean P. Dunfield,David P. Fenning,Jinsong Huang
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:8 (11): 1229-1239 被引量:125
标识
DOI:10.1038/s41560-023-01362-0
摘要

Phenethylammonium (PEA+) and butylammonium (BA+) are widely used in three-dimensional (3D) perovskites to form two-dimensional perovskites at film surfaces and grain boundaries (GBs) for defect passivation and performance enhancement. Here we show that these cations are unstable with 3D formamidinium (FA+)-containing perovskites under high-temperature light soaking. PEA+ and BA+ are found to deprotonate to amines, which then react with FA+ to produce (phenethylamino)methaniminium (PEAMA+) and (butylamino)methaniminium (BAMA+), respectively, severely limiting device high-temperature photostability. Removing these cations greatly improves the photostability but compromises device efficiency by leaving non-fully passivated surfaces and GBs. Ammonium cations with a high acid dissociation constant (pKa), including PEAMA+ (pKa = 12.0) and BAMA+ (pKa = 12.0), can replace PEA+ or BA+ for passivation and are stable with FA-based perovskites due to their resistance to further deprotonation. P–i–n structure solar cells with PEAMA+ additive maintained over 90% of their initial efficiency after light soaking at open circuit and 90 °C for 1,500 hours. Ammonium cations can improve the power conversion efficiency of perovskite solar cells yet might pose an issue to the device stability. Wang et al. show that cations with a high acid dissociation afford improved operational stability at high temperatures owing to their resistance to deprotonation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
以筱发布了新的文献求助10
1秒前
bhkwxdxy完成签到,获得积分10
2秒前
悦耳虔纹完成签到 ,获得积分10
2秒前
xx完成签到,获得积分10
2秒前
大气灵枫完成签到,获得积分10
2秒前
妮妮完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
Struggle完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
秦兴虎完成签到,获得积分10
7秒前
Drew11完成签到,获得积分10
7秒前
风趣青槐完成签到,获得积分10
9秒前
科隆龙完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
饱满一手完成签到 ,获得积分10
10秒前
99完成签到,获得积分10
12秒前
枕星发布了新的文献求助10
12秒前
drlq2022完成签到,获得积分10
13秒前
王山完成签到,获得积分10
14秒前
自觉寒梦完成签到,获得积分10
15秒前
ding应助缥缈一刀采纳,获得10
15秒前
pakiorder发布了新的文献求助10
15秒前
专心搞学术完成签到,获得积分10
15秒前
bkagyin应助zzcherished采纳,获得10
17秒前
你怎么这么可爱啊完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
研友_Lmg1gZ完成签到,获得积分10
18秒前
Crazyer完成签到,获得积分10
18秒前
Shuey完成签到,获得积分10
19秒前
XXXXH完成签到,获得积分10
19秒前
Z可完成签到 ,获得积分10
20秒前
momo123完成签到 ,获得积分10
20秒前
高兴的书竹完成签到 ,获得积分10
21秒前
mp5完成签到,获得积分10
22秒前
薯条一克完成签到 ,获得积分10
22秒前
zzcherished完成签到,获得积分10
23秒前
阿军完成签到,获得积分10
23秒前
糊涂的皮皮虾完成签到 ,获得积分10
24秒前
big ben完成签到 ,获得积分10
24秒前
可以的完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038303
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576013
关于积分的说明 11374210
捐赠科研通 3305780
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819322
邀请新用户注册赠送积分活动 892672
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815029