Underlying Interface Defect Passivation and Charge Transfer Enhancement via Sulfonated Hole-Transporting Materials for Efficient Inverted Perovskite Solar Cells

钝化 钙钛矿(结构) 材料科学 掺杂剂 接受者 单独一对 电荷(物理) 化学物理 光电子学 兴奋剂 纳米技术 图层(电子) 分子 结晶学 凝聚态物理 化学 量子力学 物理 有机化学
作者
Mubai Li,Jingxi Chang,Riming Sun,Hongze Wang,Qiushuang Tian,Shao‐Yu Chen,Junbo Wang,Qingyun He,Guiqiu Zhao,Wenxin Xu,Zihao Li,Shitong Zhang,Fangfang Wang,Tianshi Qin
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (47): 53331-53339 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acsami.2c16591
摘要

To date, numbers of polymeric hole-transporting materials (HTMs) have been developed to improve interfacial charge transport to achieve high-performance inverted perovskite solar cells (PSCs). However, molecular design for passivating the underlying surface defects between perovskite and HTMs is a neglected issue, which is a major bottleneck to further enhance the performance of the inverted devices. Herein, we design and synthesize a new polymeric HTM PsTA-mPV with the methylthiol group, in which a lone pair of electrons of sulfur atoms can passivate the underlying interface defects of the perovskite more efficiently by coordinating Pb2+ vacancies. Furthermore, PsTA-mPV exhibits a deeper highest occupied molecular orbital (HOMO) level aligned with perovskite due to the π-acceptor capability of sulfur, which improves interfacial charge transfer between perovskite and the HTM layer. Using PsTA-mPV as a dopant-free HTM, the inverted PSCs show 20.2% efficiency and long-term stability, which is ascribed to surface defect passivation, well energy-level matching with perovskite, and efficient charge extraction.
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