Strain-less Perovskite Film Engineered by Interfacial Molecule for Stable Perovskite Solar Cells

钙钛矿(结构) 材料科学 能量转换效率 拉伤 图层(电子) 极限抗拉强度 化学工程 复合材料 光电子学 工程类 医学 内科学
作者
Dong-Am Park,Chunyang Zhang,Nam‐Gyu Park
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:9 (5): 2428-2435 被引量:21
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.4c00656
摘要

Although perovskite solar cells (PSCs) have demonstrated power conversion efficiency (PCE) as high as 26%, instability caused by the heterointerfaces has been an issue. Since the thermal expansion coefficient of perovskite is higher than that of SnO2, in-plane tensile strain formed at the perovskite/SnO2 interface is one of the causes of the instability of PSCs. We report here an effective methodology to regulate the strain via surface modification of the SnO2 layer with a bifunctional molecule of phosphorylethanolamine (PEA) bearing phosphate and amine groups linked by an alkyl chain. The grazing incidence X-ray diffraction data showed that an in-plane tensile strain observed upon deposition of the perovskite film on the bare SnO2 layer was substantially released by modifying the SnO2 surface with PEA. The strain-less interface resulted in an increase in PCE from 22.87% to 24.35%. Moreover, the unencapsulated device stability was better for the PEA-modified SnO2 than for the unmodified one: 93% of initial PCE after 1700 h versus 66% of initial PCE. Light-soaking stability of the device with the PEA-modified SnO2 was superior to the one with the unmodified SnO2.
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