路易斯碱在无铅锡基钙钛矿太阳能电池中对表面缺陷的高效钝化
化学物理
2022-06-15 v1 材料科学
摘要
无铅锡基钙钛矿因其引人注目的光电特性而对下一代太阳能电池极具吸引力。然而，锡基钙钛矿中Sn2+氧化为Sn4+的倾向会引发严重的薄膜降解与性能衰退。在此，我们通过基于密度泛函理论的表面 slab 模型第一性原理计算表明，锡基钙钛矿FASnI3（FA = NH2CHNH2+）的表面缺陷可被路易斯碱分子有效钝化。锡基钙钛矿中路易斯碱分子的钝化性能与其分子硬度紧密相关。我们揭示，路易斯吸附剂的硬度程度通过双重效应调控稳定化：第一，通过触发电荷重分布改变锡空位（VSn）的顽固空间分布；第二，饱和悬挂态同时减少深带隙态的数量。具体而言，具有较硬路易斯酸特性的含缺陷锡基钙钛矿表面上，像乙二胺（N-供体基团）和Isatin-Cl（Cl-供体基团）这样的硬路易斯碱分子会比其他候选者展现出更好的修复效果。我们的研究为添加剂工程以及制备稳定高效的无铅锡基钙钛矿太阳能电池提供了一条通用策略。
引用
@article{arxiv.2206.06782,
title = {Efficient Passivation of Surface Defects by Lewis Base in Lead-free Tin-based Perovskite Solar Cells},
author = {Hejin Yan and Bowen Wang and Xuefei Yan and Qiye Guan and Hongfei Chen and Zheng Shu and Dawei Wen and Yongqing Cai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.06782},
year = {2022}
}