Synergistic Effect of 2-(Trifluoromethyl) Benzimidazole on the Stability and Performance of Perovskite Solar Cells

材料科学 钙钛矿(结构) 苯并咪唑 三氟甲基 化学工程 工程物理 纳米技术 光电子学 有机化学 化学 工程类 烷基
作者
Wenhui Lin,Jihuai Wu,Jingxu Tian,Yuhe Lin,Puzhao Yang,Yongheng Huang,Xiaoyuan Jiang,Lin Gao,Ying Wang,Weihai Sun,Zhang Lan,Miaoliang Huang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (30): 36468-36476 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsami.3c08583
摘要

The quality of the perovskite active layer directly impacts the photovoltaic performance of perovskite solar cells (PSCs). Unfortunately, perovskite films produced through solution methods often have a significant number of defects on their surface, which lead to a substantial degradation in the performance of devices. For this reason, a multifunctional additive 2-(trifluoromethyl) benzimidazole (TFMBI) is introduced into perovskite films. Based on the Lewis acid/base coordination principle, the TFMBI double site cooperatively passivates surface defects, inhibiting carrier non-radiative recombination. Simultaneously, the hydrophobic solid group (-CF3) of TFMBI covers the surface, establishing a moisture-oxygen barrier and improving the environmental stability of the devices. In consequence, the power conversion efficiency (PCE) of TFMBI-modified PSCs reached 23.16%, significantly higher than the pristine one with a PCE of 20.62%. Additionally, the unencapsulated target device retained 90.32% of its initial PCE even after being reserved in the air with a relative humidity of 20-30% for 60 days.
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