Tartaric acid additive to enhance perovskite multiple preferential orientations for high-performance solar cells

酒石酸 材料科学 钙钛矿(结构) 能量转换效率 化学工程 钝化 相对湿度 纳米技术 光电子学 化学 图层(电子) 有机化学 工程类 柠檬酸 物理 热力学
作者
Zhen Wang,Shuai You,Guanhaojie Zheng,Zengguang Tang,Liujiang Zhang,Junhan Zhang,Xiong Li,Xingyu Gao
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:69: 406-413 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2022.02.007
摘要

Perovskite film quality is a decisive factor governing the performance and long-term stability of perovskite solar cells (PSCs). To passivate defects for high-quality perovskite films, various additives have been explored in perovskite precursor with notable achievements in the development of high-performance PSCs. Herein, tartaric acid (TA) was applied as additive in perovskite precursor solution to modulate the crystal growth leading to high quality thin films with enhanced multiple preferential orientations favoring efficient charge transport along multiple directions. It is also noticed that TA can improve the energy level alignment in PSCs, which effectively accelerates both carrier extraction and transportation with non-radiative recombination suppressed at the perovskite interfaces. Based on the present perovskite films, the fabricated PSCs achieved an excellent champion power conversion efficiency (PCE) of 21.82% from that of 19.70% for the control device without TA additive. In addition, a PSC with TA additive was shown to exhibit impressive operational stability by retaining 92% of its initial PCE after ∼1200 h of aging at room temperature in ambient air with a relative humidity of about 10%–25%. In summary, the present work demonstrates a facile and versatile approach by using TA as additive in perovskite precursor to fabricate high quality perovskite films with enhanced multiple preferential orientations for high-efficiency stable PSCs.
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