直交配置された二分子パッシベーション：逐次界面エンジニアリングによるペロブスカイト/PCBM界面での電荷移動の改善

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 太陽光発電

背景:

• 表面パッシベーションは、ペロブスカイト太陽電池（PSC）の電力変換効率（PCE）を向上させるために重要です。
• ペロブスカイト/PCBM界面での非放射再結合とエネルギー準位の不整合は、p-i-n PSCの全体的な効率を制限します。

研究 の 目的:

• 逆p-i-n PSCにおけるペロブスカイト/PCBM界面での電荷移動を改善するための逐次界面エンジニアリング（SIE）戦略を開発すること。
• 非放射再結合を低減し、エネルギー準位のアライメントを強化して、より高いPCEと安定性を実現すること。

主な方法:

• ペロブスカイト表面欠陥パッシベーションのためのp-アニシジンスルホン酸（pAsA）を用いた逐次界面エンジニアリング（SIE）。
• ペロブスカイト/PCBM界面でのエチレンジアミンジヨージド（EDAI2）の導入により、双極子を形成し、さらに欠陥をパッシベートします。
• 直交二分子パッシベーションアプローチを検証するための理論計算。

主要な成果:

• SIE戦略は、非放射再結合を効果的に抑制し、界面の形態とエネルギー準位のアライメントを最適化します。
• MAフリーの逆ペロブスカイト太陽電池で24.85%という驚異的なPCEを達成しました。
• 追跡2000時間後でも初期効率の84.92%を維持するという、大幅に強化された安定性を示しました。

結論:

• 開発されたSIE戦略は、PSC性能を向上させるための相乗的なパッシベーションアプローチを提供します。
• この方法は、ペロブスカイト太陽電池の効率と長期安定性の両方を向上させる大きな可能性を秘めています。