Amino Acid‐Based Low‐Dimensional Management for Enhanced Perovskite Solar Cells

Abstract

However, due to their inherent structural characteristics, [19,20] the 3D perovskites still suffer from limited stability under certain environmental stresses, such as moisture, [21][22][23] heat and light, [22,24,25] which hinders the progress of perovskite solar cells (PSCs) toward commercialization. [26,27] In order to improve the stability of 3D PSCs, low-dimensional (LD) perovskites are often used. [28][29][30][31] Because of the superhydrophobicity of organic molecules, LD perovskite possesses unique advantages for improving

Recent advances in ionic molecules applied in perovskite solar cells

“…However, hydrophilic components such as ionic groups should also be included in these molecules to Fig. 21 Chemical structures of PF5A, PF5N, PF5O, 145 QPSCl, 146 PL-A, 147 FSA, 148 LPEI, 149 BED, 150 DMIMB, 151 C4I, C6I, 152 EMIMSCN, 154 BZMIMCl, 155 EMIM-TFSI, 157 and MOCs. ensure adequate coverage of the perovskite films.…”

“…Fig.21Chemical structures of PF5A, PF5N, PF5O,145 QPSCl,146 PL-A,147 FSA,148 LPEI,149 BED, 150 DMIMB, 151 C4I, C6I,152 EMIMSCN,154 BZMIMCl,155 EMIM-TFSI,157 and MOCs 159. …”

Application of Single-molecule Liquid Crystal Additives in CH(NH2)2PbI3 Perovskite Solar Cells

“…化效率已经从最初报道的 3.8% 提高到 25.7% [4][5] ， 接近了单晶硅太阳能电池的最高能量转化效率 (26.8%) [6] 。钙钛矿太阳能电池的能量转化效率提升 有多种策略，例如器件结构优化、化学组分工程、 界面工程和添加剂工程 [7][8][9][10] 等。 其中， 添加剂工程是 提高钙钛矿薄膜结晶度、优化形貌和钝化缺陷的相 对简单的方法 [11][12][13] 。大多数添加剂工程所使用的钝 化剂是通过官能团上的路易斯酸或路易斯碱钝化钙 钛矿薄膜内的缺陷 [14] 。未配位的铅离子(Pb 2+ )是一 种常见的缺陷类型，其一方面会诱导非辐射复合， 另一方面可以提供离子迁移的途径，从而加速钙钛 矿太阳能电池降解 [15] 。因此，选择合适的添加剂钝 化钙钛矿表面和晶界缺陷有助于提高其能量转化效 率和稳定性。 液晶分子具有较强的自组装能力和调节微观形 貌的能力 [13,16] 。 2018 年， Arivunithi 等 [17] 将含有 N、 O、S 等原子的侧链液晶聚合物 SCLCP 加入到钙钛 矿前驱液中，这些原子所带的孤电子对能够有效钝 化 CH3NH3PbI3 钙钛矿薄膜缺陷，增强电荷转移，太 阳能电池的能量转换效率从 18.0%提高到 20.63%。 之后，该研究组 [18] 进一步改性该液晶聚合物的化学 结构，发现它们能够控制溶剂挥发速率，增大晶粒 尺寸并减少晶界，从而抑制电荷复合并减缓电池降 解。 2021 年， Xia 等 [19] 将共轭的离子液晶 4'-(N,N,N-三甲基溴化铵己氧基)-4-氰基联苯作为添加剂应用 于 CH3NH3PbI3 电池的制备，氰基(C≡N)基团和棒 状π共轭联苯介晶单元有效调节了钙钛矿薄膜的晶 体生长，太阳能电池能量转化效率从 18.07% 提高 到 20.45%。甲脒阳离子(CH(NH2)2 + ，FA + )的湿热稳 定性比甲基铵阳离子(CH3NH3 + )更好 [20] ，更适用于 作为 ABX3 钙钛矿结构的 A 位阳离子，并增强器件 的能量转化效率和稳定性 [21] 。2019 年，Tao 等 [22] 在 组分为 为了定量研究 5CB 添加剂对 FAPbI3 钙钛矿薄 膜内部陷阱密度和电荷输运的影响，进行了单电荷 器件的电流电压特性和电化学交流阻抗谱分析。首 先 制备了结构为 FTO/PEDOT:PSS/FAPbI3/spiro-OMeTAD/Ag 的单空穴器件，采用空间限制电流法 测量 [27] 其电流-电压曲线，如图 7(a)所示。低偏置电 压的线性区域对应欧姆响应，区域内的电流明显上 升，直到偏置电压超过拐点，这表明该区域所有陷 阱态都被注入的电子完全填充。钙钛矿薄膜中相应 的陷阱状态密度(Nt)可以通过以下公式(1)计算 [28] 𝑁 𝑡 = 𝑉 𝑇𝐹𝐿 𝜀𝜀 0 𝑒𝐿 2 (1)…”

Modulating the Schottky barriers of metal–2D perovskite junctions through molecular engineering of spacer ligands

“…The HSE + SOC α = 0.43 band gaps are in good agreement with previous studies. 37,38 The band structures and corresponding projected density of states (PDOS) are shown in Fig. S1.…”