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Efficient Perovskite Solar Cells Via Surface Passivation by a Multifunctional Small Organic Ionic Compound

DOI:10.1039/d0ta02222e 期刊:Journal of Materials Chemistry A 出版年份:2020 更新时间:2025-09-23 15:21:01
摘要: Surface passivation is a proven strategy for preparing high efficiency planar perovskite solar cells. Herein, we report an effective surface passivation strategy using the multifunctional small organic ionic compound 1-Ethylpyridinium chloride (EPC) in combination with (FAPbI3)0.95(MAPbBr3)0.05. It is found that the nitrogen atom in the pyridine group forms chemical bonds with under-coordinated lead ions in the perovskite film whereby the defect density is significantly reduced. The organic groups, including ethyl and pyridine, furthermore provide higher hydrophobicity for improved moisture stability. Finally, the chlorine anions were also found to play an important role in the defect passivation while further improving the perovskite crystallinity. Detailed theoretical study confirms that the EPC is indeed a good passivation agent for multiple defects. As a result, the power conversion efficiency is increased from 19.52% to as high as 21.19% via the EPC passivation and the devices show reduced hysteresis and increased stability.
作者: Xin Wu,Lu Zhang,Zhuo Xu,Selina Olthof,Xiaodong Ren,Yucheng Liu,Dong Yang,Fei Gao,Shengzhong (Frank) Liu
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Investigating the effectiveness of 1-Ethylpyridinium chloride (EPC) as a multifunctional small organic ionic compound for surface passivation in perovskite solar cells to improve power conversion efficiency and stability.

The multifunctional small organic ionic compound EPC effectively passivates defects at the surface and grain boundaries of perovskite films, leading to improved power conversion efficiency from 19.52% to 21.19%, reduced hysteresis, and enhanced moisture stability. This work provides a promising approach for enhancing the performance of perovskite solar cells.

The study focuses on the passivation effect of EPC on perovskite solar cells but does not explore the long-term stability under operational conditions or the scalability of the passivation method for large-area devices.

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