Los ligandos multivalentes regulan la ingeniería dimensional para los módulos solares de perovskita invertida

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• Los ligandos de amonio monovalentes convencionales en perovskitas de baja dimensión exhiben limitaciones en la coordinación química y la desprotonación.
• Los ligandos de amidinio multivalentes estabilizados por resonancia ofrecen propiedades mejoradas para aplicaciones de perovskita.

Objetivo del estudio:

• Introducir una estrategia para controlar la transición estructural de las perovskitas de amidinio unidimensionales (1D) a las bidimensionales (2D).
• Para aclarar la relación entre la estructura molecular, las interacciones interfaciales y la dimensionalidad resultante.
• Optimizar las propiedades de la interfaz para mejorar el rendimiento de las células solares.

Principales métodos:

• Ajuste sistemático de la conformación del ligando para modular el enlace de hidrógeno, el apilamiento π-π y la basicidad.
• Investigación del impacto de las estructuras de perovskita de amidinio 1D y 2D en la cobertura superficial y la pasivación de defectos.
• Fabricación y caracterización de las celdas solares de perovskita de aminio invertido 3D/2D.

Principales resultados:

• La estructura de la perovskita de 1D-amidinio muestra una anisotropía geométrica, lo que dificulta la cobertura uniforme de la superficie y la pasivación del defecto.
• La perovskita de 2D-amidinio forma una capa interfacial continua y homogénea, lo que lleva a una pasivación efectiva de los defectos y a una alineación favorable del nivel de energía.
• Las células solares de perovskita de 3D / 2D optimizadas lograron una eficiencia de conversión de energía del 25,4% y mantuvieron una eficiencia inicial de más del 95% después de 1100 horas de operación a 85 ° C.

Conclusiones:

• La transición estructural controlada de 1D a 2D de los ligandos de amidinio es crucial para optimizar el rendimiento de las células solares de perovskita.
• La estructura de perovskita de 2D-amidinio proporciona propiedades interfaciales superiores para la pasivación de defectos y la alineación de energía.
• Esta estrategia permite que las células solares de perovskita sean altamente eficientes y estables.