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Super hydrophilic, ultra bubble repellent substrate for pinhole free Dion–Jacobson perovskite solar cells

材料科学 润湿 钙钛矿(结构) 接触角 基质(水族馆) 针孔(光学) 能量转换效率 化学工程 防反射涂料 纳米技术 光电子学 复合材料 涂层 光学 工程类 地质学 物理 海洋学
作者
Wen Deng,Fang Wan,Xinxin Peng,Xiaoxue Ren,Jifei Wang,Nan Wu,Weiran Qin,Xiaohui Gao,Si Xiao,Lin Zhang,Bin Yang,Jun He,Yongbo Yuan,Yun Lin
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:121 (23) 被引量:9
标识
DOI:10.1063/5.0127262
摘要

The progress in efficiency improvements of blade-coated two-dimensional perovskite solar cells (PSCs) lags behind that of spin-coated ones. Pinholes and voids are two important structural defects hiding in blade-coated large-area perovskite films to deteriorate device efficiency and stability. However, the formation of pinholes and voids is still difficult to predict. On substrates with moderate wettability, Dion–Jacobson perovskite films can be blade-coated with good coverage, but we highlight that the formation of nanoscale voids buried at the bottom side of perovskite films can occur frequently, depending critically on the wettability of substrates. It is revealed that super hydrophilic NiOx substrates with contact angle θ < 5° possesses strong bubble repellent property, which thermal dynamically prevents the retraction of precursor solution and plays an important role to suppress the attachment and growth of bubbles on its surface. The probabilities of forming both pinholes and buried voids in perovskite films on super hydrophilic NiOx substrates are one order of magnitude lower than that on hydrophilic PTAA and poly-TPD substrates. The blade-coated (BDA)MA4Pb5I16 films on NiOx substrate offer PSCs with excellent interfacial hole extraction and reduced leakage current, contributing a significant power conversion efficiency improvement from ∼10% to 16.26%.
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