Toward efficient, moisture-resistant and lead-leakproofness perovskite solar cells: Coordination-driven reconstructing homogeneous amorphous perovskitoid/crystalline perovskite photoabsorber

无定形固体 材料科学 钙钛矿(结构) 溶解 水分 光伏系统 化学工程 纳米技术 能量转换效率 同种类的 光电子学 化学 结晶学 复合材料 热力学 工程类 物理 生物 生态学
作者
Fengyou Wang,Xin Li,Hui Duan,Haoyan Wang,Lin Fan,Yunfei Sun,Yingrui Sui,Jinghai Yang,Lili Yang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:428: 132528-132528 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.132528
摘要

Organic-inorganic hailed perovskites have emerged as thrilling materials for photovoltaic devices owing to their specific combination of the easy-processed, superb charge mobility and strong light absorption. However, it is still challenging to simultaneously obtain efficient and stable perovskite solar cells (PSCs) because of the defect-induced ions migration and the inherent low moisture tolerance. Herein, we report a perovskite photoabsorber with a novel alkylated amorphous perovskitoid/crystalline perovskite (a-PVKD/c-PVK) structure fabricated through a facile coordination-driven self-assembling process. We systematically elucidated the dissolution-reconstruction mechanisms of this a-PVKD/c-PVK structure and figured out the chemical interaction between the a-PVKD and the c-PVK. This judicious a-PVKD/c-PVK structure significantly hinders the moisture invasion, blocks the ion migration, and suppresses the nonradiative recombination, enabling to obtain a high efficiency over 21.5 % for MAPbI3 solar cells. The unencapsulated a-PVKD/c-PVK cell maintains more than 94 % of the initial efficiency after aging for 30 days (∼55% humidity), exhibiting a high long-term stability. Our work not only provides an effective way to synthesize novel perovskitoid materials, but also indicates the significant potential of a-PVKD/c-PVK architecture in PSCs.
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