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 图层(电子) 光电子学
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
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:4 (5): 408-415 被引量:1068
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
发文章12138完成签到,获得积分10
刚刚
zcseed发布了新的文献求助30
1秒前
尚未千万里完成签到,获得积分10
1秒前
czzzzz完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
RUN_L发布了新的文献求助10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
2222222222给2222222222的求助进行了留言
3秒前
炙热的小刺猬完成签到,获得积分10
3秒前
fly发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
zzzz发布了新的文献求助10
4秒前
香蕉觅云应助鲨鱼辣椒采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
Estrella发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
ddd发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
linger发布了新的文献求助10
5秒前
Urusaiina发布了新的文献求助10
6秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
yuhangli发布了新的文献求助10
7秒前
changping应助科研通管家采纳,获得20
7秒前
7秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
Jessy完成签到 ,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
尉迟希望应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Acute Mountain Sickness 2000
A novel angiographic index for predicting the efficacy of drug-coated balloons in small vessels 500
Textbook of Neonatal Resuscitation ® 500
Thomas Hobbes' Mechanical Conception of Nature 500
The Affinity Designer Manual - Version 2: A Step-by-Step Beginner's Guide 500
Affinity Designer Essentials: A Complete Guide to Vector Art: Your Ultimate Handbook for High-Quality Vector Graphics 500
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5098501
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4310677
关于积分的说明 13431614
捐赠科研通 4137982
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2266990
邀请新用户注册赠送积分活动 1270081
关于科研通互助平台的介绍 1206363