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High-performance and moisture-stable perovskite solar cells with a 2D modified layer <i>via</i> introducing a high dipole moment cation

DOI:10.1039/C9TC05227E 期刊:Journal of Materials Chemistry C 出版年份:2019 更新时间:2025-09-12 10:27:22
摘要: Recently, perovskite solar cells (PSCs) have represented a significant breakthrough due to their excellent photoelectric properties. However, short lifetime and poor moisture stability make it difficult for PSCs to achieve further application. Here, we have introduced a fluorinated ammonium salt (2,2,2-trifluoro-ethylamine hydroiodide, FEAI) with a high dipole moment to grow a 2D modified layer ((FEA)2PbI4) at the interface of perovskite/HTL. Due to the electronegativity of FEA+, the 2D modified layer brings about an effective passivation effect, leading to reduced interface defect sites and suppressed nonradiative recombination. Moreover, the remarkable hydrophobicity of the 2D modified layer can provide protection of 3D perovskite from moisture erosion but not at the expense of efficiency. As a result, based on (FAPbI3)0.85(MAPbBr3)0.15, the FEAI-modified PSCs showed a high power conversion efficiency (PCE) of 19.24%, with an open-circuit voltage (Voc) of 1.08 V, a short circuit current density (Jsc) of 22.65 mA cm?2 and a fill factor (FF) of 78%. After aging under a relative humidity of 50 ± 5% for 60 days, the modified PSCs retain 88% of their initial PCE. Our work provides a valuable strategy to prepare a 2D perovskite modified layer with a high dipole moment cation for high-performance PSCs with superior moisture stability.
作者: Huifen Xu,Yuhai Sun,Haiying Zheng,Guozhen Liu,Xiaoxiao Xu,Shendong Xu,Liying Zhang,Xiaojing Chen,Xu Pan
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To improve the moisture stability and performance of perovskite solar cells (PSCs) by introducing a 2D modified layer with a high dipole moment cation.

The introduction of a 2D modified layer with a high dipole moment cation significantly improves the moisture stability and performance of PSCs, achieving a PCE of 19.24% and retaining 88% of initial PCE after 60 days under 50 ± 5% RH.

The study focuses on the moisture stability and performance improvement of PSCs but does not address other stability issues such as thermal stability or UV stability.

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