Chemical Reduction of Iodine Impurities and Defects with Potassium Formate for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells

材料科学 钙钛矿(结构) 格式化 杂质 碘化物 能量转换效率 兴奋剂 无机化学 载流子寿命 太阳能电池 化学工程 光电子学 催化作用 冶金 有机化学 化学 工程类
作者
Derun Sun,You Gao,Hasan Raza,Sanwan Liu,Fumeng Ren,Xiao Hu,Haixin Wang,Xin Meng,Jianan Wang,Rui Chen,Huande Sun,Jizhou He,Jing Zhou,Yongyan Pan,Zhenxing Sun,Wei Chen,Zonghao Liu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (41) 被引量:32
标识
DOI:10.1002/adfm.202303225
摘要

Abstract The performance of perovskite solar cells (PSCs) is negatively affected by iodine (I 2 ) impurities generated from the oxidation of iodide ions in the perovskite precursor powder, solution, and perovskite films. In this study, the use of potassium formate (HCOOK) as a reductant to minimize the presence of detrimental I 2 impurities is presented. It is demonstrated that HCOOK can effectively reduce I 2 back to I − in the precursor solution as well as in the devices under external conditions. Furthermore, the introduced formate anion (HCOO − ) and alkali metal cation (K + ) can reduce the defect density within the perovskite film by modulating perovskite growth and passivating electronic defects, significantly prolonging the carrier lifetime and reducing the J–V hysteresis. Consequently, the maximum efficiency of the HCOOK‐doped planar n–i–p PSCs reaches 23.8%. After 1000 h of operation at maximum power point tracking under continuous 1 sun illumination, the corresponding encapsulated devices retain 94% of their initial efficiency.
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