A passivação é um método eficaz para reduzir defeitos e inibir a recombinação não radiativa. Sais de amina orgânica, como iodeto de fenetilamina (PEAI), têm sido usados ​​com sucesso para passivar a superfície da perovskita, alcançando eficiência de recorde mundial do dispositivo para o VOC aprimorado.

Contudo, As perovskitas tratadas com PEAI são sensíveis à temperatura. Em altas temperaturas, PEAI irá reagir com perovskita tridimensional (3-D) prístina para formar perovskita 2-D, o que afeta a estabilidade do dispositivo. Além disso, mais trabalho deve ser feito para explorar mais o mecanismo de passivação dos sais de amônio.

Em um estudo recente publicado por Materiais de energia avançada , um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Gao Peng do Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria da Academia Chinesa de Ciências relatou uma abordagem de amina volumosa para desenvolver células solares de perovskita eficientes, reduzindo a recombinação mediada pela interface.

Os pesquisadores usaram um único, volumoso iodeto de 1-naftilmetilamina (NMAI) para o pós-tratamento do filme de perovskita 3-D de cátion triplo CsFAMA para passivar a superfície / interface da perovskita, e, assim, reduzir a recombinação não radiativa de dispositivos.

Eles descobriram que é diferente de PEAI, O pós-tratamento de NMAI permanece quase o próprio sal de NMAI na superfície do filme de perovskita, em vez de ser transformado em perovskitas de baixa dimensão, mesmo sob alta temperatura de recozimento térmico (100 ° C), que foi apoiado pelo cálculo da teoria funcional da densidade (DFT) e medição de difração de raios-X (XRD).

Embora os pesquisadores tenham adotado o NMAI para construir perovskita quasi-2-D / 3-D através do método de preparação de uma etapa para diodo emissor de luz (LED) de perovskita altamente eficiente, este sal de amônio dielétrico não só poderia diminuir de forma eficiente a recombinação assistida por defeito devido à passivação química, mas também retarda o acúmulo de carga induzindo a flexão do nível de energia e evita a recombinação de portadores minoritários devido ao bloqueio de carga.

Os dispositivos tratados com NMAI mostraram eletroluminescência muito mais intensificada, o que é uma evidência direta de que o tratamento com NMAI suprime substancialmente a recombinação não radiativa na superfície / interface da perovskita nos dispositivos completos.

Adicionalmente, os pesquisadores alcançaram um PCE de 21,04% para o PSC de tripla ação, um máximo de VOC de até 1,20 V, e estabilidade aprimorada mantendo 98,9% de sua eficiência inicial após 3240 h.

Este estudo fornece novos insights sobre os mecanismos de passivação de sais de amônio orgânico e sugere diretrizes para o desenvolvimento futuro de camadas de passivação aprimoradas.