High-Voltage-Efficiency Inorganic Perovskite Solar Cells in a Wide Solution-Processing Window

Abstract

Inorganic halide perovskites exhibit significant photovoltaic performance due to their structural stability and high open-circuit voltage ( V). Herein, a general strategy of solution engineering has been implemented to enable a wide solution-processing window for high V (∼1.3 V) and power conversion efficiency (PCE, ∼12.5%). We introduce a nontoxic solvent of dimethyl sulfoxide (DMSO) and an assisted heating process in the fabrication of CsPbIBr (CPI2) to control the improved crystallization. A wide solution-processing window including a wide range of solvent components and solute concentrations has been realized. The CPI2-based inorganic perovskite solar cells (IPSCs) exhibit a high PCE up to 12.52%. More importantly, these devices demonstrate a remarkable V of 1.315 V. The performance has possessed such a region with high V and PCE in all Cs-based IPSCs, unveiling wide solution-processing windows with enhanced solution processability facilitating potential industrial application especially for tandem solar cells.

Inorganic CsPbI2Br Perovskite Solar Cells: The Progress and Perspective

“…The high‐quality CsPbI 2 Br films were obtained in a wide solution‐processing window, involving a wide range of solute concentrations and solvent components. The optimized device exhibits a PCE of 12.52% and delivers the highest V oc up to 1.315V …”

Surface Trap States Passivation for High‐Performance Inorganic Perovskite Solar Cells

“…After spin‐coating 1M CsPbI 2 Br precursor, the special pre‐crystalized process was to heat the films by hot air flow until the film color changed from transparency to brown. The high‐quality perovskite film could be obtained using hot air flow process according to our previous work . Then the high‐temperature annealing process is needed to further improve the crystallization of the cubic CsPbI 2 Br perovskite.…”

Anorganische CsPbX3‐Perowskit‐Solarzellen: Fortschritte und Perspektiven

“…untersuchten den Einfluss unterschiedlicher Stçchiometrien von CsPbI 2 Br auf die Schichtqualitätu nd Zellleistung. Zhang et al leiteten einen Heißluftstrom über die spinbeschichteten Proben (Lçsungsmittel DMF/DMSO) und erzielten dadurch eine verbesserte Kristallisation resultierend in Zellen mit 11.1 %sPCE und V OC = 1.315 V. [161] Eine weitere Studie befasste sich mit der Optimierung der DMSO-Konzentration in gemischten Lçsungsmitteln und ergab sPCE = 8.8 %u nd V OC = 0.97 V. [162] Nach 500 hB etrieb nahe P max in N 2 (keine UV-Belichtung) wurde ein Rückgang der PCE von unter 10 %festgestellt. Chen et al erhielten sPCE = 11.5 %u nd V OC = 1.13 Vm it sehr geringer Hysterese und hervorragender Stabilitätd er Zelle.…”

“…untersuchten den Einfluss unterschiedlicher Stçchiometrien von CsPbI 2 Br auf die Schichtqualitätu nd Zellleistung. [158] [161] Eine weitere Studie befasste sich mit der Optimierung der DMSO-Konzentration in gemischten Lçsungsmitteln und ergab sPCE = 8.8 %u nd V OC = 0.97 V. [162] Nach 500 hB etrieb nahe P max in N 2 (keine UV-Belichtung) wurde ein Rückgang der PCE von unter 10 %festgestellt. Bai et al fanden, dass die Te mperatur der Vorstufenlçsung den Kristallisationsprozess stark beeinflusst.…”