Cation and anion immobilization through chemical bonding enhancement with fluorides for stable halide perovskite solar cells

甲脒 卤化物 钙钛矿(结构) 无机化学 钝化 氟化物 电负性 离子键合 化学 太阳能电池 材料科学 空位缺陷 密度泛函理论 离子 计算化学 纳米技术 结晶学 有机化学 光电子学 图层(电子)
作者
Nengxu Li,Shuxia Tao,Yihua Chen,Xiuxiu Niu,Chidozie Onwudinanti,Chen Hu,Zhiwen Qiu,Ziqi Xu,Guanhaojie Zheng,Ligang Wang,Yu Zhang,Liang Li,Huifen Liu,Yingzhuo Lun,Jiawang Hong,Xueyun Wang,Yuquan Liu,Haipeng Xie,Yongli Gao,Yang Bai,Shihe Yang,Geert Brocks,Qi Chen,Huanping Zhou
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:4 (5): 408-415 被引量:944
标识
DOI:10.1038/s41560-019-0382-6
摘要

Defects play an important role in the degradation processes of hybrid halide perovskite absorbers, impeding their application for solar cells. Among all defects, halide anion and organic cation vacancies are ubiquitous, promoting ion diffusion and leading to thin-film decomposition at surfaces and grain boundaries. Here, we employ fluoride to simultaneously passivate both anion and cation vacancies, by taking advantage of the extremely high electronegativity of fluoride. We obtain a power conversion efficiency of 21.46% (and a certified 21.3%-efficient cell) in a device based on the caesium, methylammonium (MA) and formamidinium (FA) triple-cation perovskite (Cs0.05FA0.54MA0.41)Pb(I0.98Br0.02)3 treated with sodium fluoride. The device retains 90% of its original power conversion efficiency after 1,000 h of operation at the maximum power point. With the help of first-principles density functional theory calculations, we argue that the fluoride ions suppress the formation of halide anion and organic cation vacancies, through a unique strengthening of the chemical bonds with the surrounding lead and organic cations. Defects and defect migration are detrimental for perovskite solar cell efficiency and long-term stability. Li et al. show that fluoride is able to suppress the formation of halide anion and organic cation vacancy defects by restraining the relative ions via ionic and hydrogen bonds.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
bkagyin应助SYUE采纳,获得10
刚刚
2秒前
yungge完成签到,获得积分10
2秒前
Hello应助xxxx采纳,获得10
2秒前
ll发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
搞怪羊完成签到,获得积分10
3秒前
11发布了新的文献求助10
3秒前
喂喂巍完成签到 ,获得积分10
3秒前
Jasmine发布了新的文献求助10
3秒前
changyee发布了新的文献求助10
4秒前
菜菜Cc发布了新的文献求助10
4秒前
会武功的阿吉完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
Ava应助毅诚菌采纳,获得10
5秒前
火火火完成签到,获得积分10
5秒前
云海老发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
英姑应助廿三采纳,获得10
8秒前
兴奋纸鹤发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
vergil发布了新的文献求助10
10秒前
大个应助老实夏岚采纳,获得10
10秒前
zhaoxiao完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
boluohu发布了新的文献求助50
10秒前
11秒前
欢呼学姐完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
小公完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
wan关闭了wan文献求助
14秒前
韵寒完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
科目三应助freshman3005采纳,获得30
15秒前
ll完成签到,获得积分10
15秒前
ZJPPPP发布了新的文献求助10
16秒前
3366完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
Classics in Total Synthesis IV 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3143897
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2795508
关于积分的说明 7815487
捐赠科研通 2451567
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1304518
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627251
版权声明 601419