Defect‐Passivating and Stable Benzothiophene‐Based Self‐Assembled Monolayer for High‐Performance Inverted Perovskite Solar Cells

材料科学 钝化 钙钛矿(结构) 单层 光致发光 光电子学 量子产额 氧化铟锡 图层(电子) 纳米技术 化学工程 光学 物理 工程类 荧光
作者
Ming Liu,Mingliang Li,Yanxun Li,Yidan An,Ze‐Fan Yao,Baobing Fan,Qi Feng,Kaikai Liu,Hin‐Lap Yip,Francis Lin,Alex K.‐Y. Jen
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (12) 被引量:50
标识
DOI:10.1002/aenm.202303742
摘要

Abstract Effective passivation of defects at the buried interface between the perovskite absorber and hole‐selective layer (HSL) is crucial for achieving high performance in inverted perovskite solar cells (PSCs). Additionally, the HSL needs to possess compact molecular packing and intrinsic photo‐ and thermo‐stability to ensure long‐term operation of the devices. In this study, a novel MeO‐BTBT‐based self‐assembled monolayer (SAM) is reported to serve as an efficient HSL in inverted PSCs. Compared to the well‐established carbazole‐containing SAM MeO‐2PACz, MeO‐BTBT has flat and more extended conjugation with large atomic radius of the sulfur atom. These induce stronger intermolecular interactions to enable more ordered and compact SAM to be formed on indium–tin oxide (ITO) substrates. Meanwhile, the sulfur atoms in MeO‐BTBT can coordinate with Pb 2+ ions to passivate the defects at the buried interface of perovskite absorber. The derived perovskite films show both high photoluminescence (PL) quantum yield (13.2%) and a long lifetime (7.2 µs). The PSCs based on MeO‐BTBT show a PCE of 24.53% with an impressive fill factor of 85.3%. The PCEs of MeO‐BTBT‐based devices can maintain ≈95% of their initial values after being aged at 65 °C for more than 1000 h or continuous operation under 1‐sun illumination.
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