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Enhanced Indoor Perovskite Solar Cells: Mitigating Interface Defects and Charge Transport Losses with Polyarene‐Based Hole‐Selective Layers

材料科学 钙钛矿(结构) 接口(物质) 电荷(物理) 光电子学 工程物理 纳米技术 化学工程 复合材料 物理 毛细管数 量子力学 毛细管作用 工程类
作者
Zhong‐En Shi,Kalidass Kollimalaian,Jun‐Kai Peng,Chi‐Wei Lin,Wei‐Tao Peng,Bing‐Huang Jiang,Yu Hsuan Lin,Lili Yang,Yu‐Chen Lin,Parthasarathy Venkatakrishnan,Yuan Jay Chang,Chih‐Ping Chen
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/aenm.202404234
摘要

Abstract The study designs and synthesizes non‐planar, propeller‐shaped hexaarylbenzene‐type (HAB) compound K5‐36 and hexa‐ peri ‐hexabenzocoronene (HBC)‐based K5‐13 (with a cyclized core), as cost‐effective and high‐yielding hole selective layers (HSLs) for perovskite solar cells (PSC). Using a p–i–n device structure with ITO/4PADCB/HAB or HBC (with or without)/perovskite/PDADI/PC 61 BM/BCP/Ag, the interaction is investigated between the synthesized materials and self‐assembled monolayer (4PADCB) elucidating mechanisms influencing the growth of wide bandgap Cs 0.18 FA 0.82 Pb(I 0.8 Br 0.2 ) 3 perovskite. K5‐36 facilitates the growth of wide perovskite films with larger grains and lower defect density, while promoting energy level alignment at the HSL/perovskite interface. These modifications effectively suppressed non‐radiative recombination, resulting in a higher open‐circuit voltage of 1.2V and a power conversion efficiency (PCE) exceeding 20% under AM 1.5G conditions. Under 3000K LED (1000 lux) illumination, the PCE of 4PADCB/ K5‐36 ‐based PSCs significantly increased from 38.02 ± 0.38% (4PADCB PSC) to 41.80 ± 0.57%. Moreover, PSCs incorporating 4PADCB/ K5‐36 ‐ and 4PADCB/ K5‐13 ‐ demonstrate exceptional stability, retaining ≈88.5% and 98.2% of their initial PCE after 70 days of storage in a glove box. These findings highlight the potential of polyarene‐based HSLs as a promising approach for improving PSC efficiency and stability.
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