Enhanced efficiency and stability in Sn-based perovskite solar cells with secondary crystallization growth

卤化物 结晶 钙钛矿(结构) 材料科学 结晶度 化学工程 光电子学 带隙 能量转换效率 纳米技术 化学 无机化学 结晶学 复合材料 工程类 冶金
作者
Zhixin Jin,Binbin Yu,Min Liao,Di Liu,Jingwei Xiu,Zheng Zhang,Efrat Lifshitz,Jiang Tang,Haisheng Song,Zhubing He
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier]
卷期号:54: 414-421 被引量:51
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2020.06.044
摘要

Abstract The conversion efficiencies reported for Tin (Sn) halide-based perovskite solar cells (PSCs) fall a large gap behind those of lead halide-based PSCs, mainly because of poor film quality of the former. Here we report an efficient strategy based on a simple secondary crystallization growth (SCG) technique to improve film quality for tin halide-based PSCs by applying a series of functional amine chlorides on the perovskite surface. They were discovered to enhance the film crystallinity and suppress the oxidation of Sn2+ remarkably, hence reduce trap state density and non-irradiative recombination in the absorber films. Furthermore, the SCG film holds the band levels matching better with carrier transport layers and herein favoring charge extraction at the device interfaces. Consequently, a champion device efficiency of 8.07% was achieved along with significant enhancements in Voc and Jsc, in contrast to 5.35% of the control device value. Moreover, the SCG film-based devices also exhibit superior stability comparing with the control one. This work explicitly paves a novel and general strategy for developing high performance lead-free PSCs.
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