La pasivación es un método eficaz para reducir defectos e inhibir la recombinación no radiativa. Las sales de aminas orgánicas como el yoduro de fenetilamina (PEAI) se han utilizado con éxito para pasivar la superficie de perovskita, logrando un récord mundial de eficiencia del dispositivo para la mejora de VOC.

Sin embargo, Las perovskitas tratadas con PEAI son sensibles a la temperatura. A altas temperaturas, PEAI reaccionará con perovskita tridimensional (3-D) prístina para formar perovskita 2-D, que afecta la estabilidad del dispositivo. Además, Debería hacerse más trabajo para seguir explorando el mecanismo de pasivación de las sales de amonio.

En un estudio reciente publicado por Materiales energéticos avanzados , un grupo de investigación dirigido por el profesor Gao Peng del Instituto de Investigación de Fujian sobre la Estructura de la Materia de la Academia China de Ciencias informó sobre un enfoque de amina voluminosa para desarrollar células solares de perovskita eficientes mediante la reducción de la recombinación mediada por interfaces.

Los investigadores utilizaron un yoduro voluminoso de 1-naftilmetilamina (NMAI) para el postratamiento de la película de perovskita 3-D de triple catión CsFAMA para pasivar la superficie / interfaz de la perovskita, y de ese modo reducir la recombinación no radiativa de dispositivos.

Descubrieron que, a diferencia de PEAI, El postratamiento con NMAI permanece casi como sal de NMAI en la superficie de la película de perovskita en lugar de transformarse en perovskitas de baja dimensión, incluso a alta temperatura de recocido térmico (100 ° C), que fue apoyado por el cálculo de la teoría funcional de la densidad (DFT) y la medición de la difracción de rayos X (XRD).

Aunque los investigadores habían adoptado NMAI para construir perovskita cuasi-2-D / 3-D a través del método de preparación de un solo paso para un diodo emisor de luz (LED) de perovskita altamente eficiente, esta sal dieléctrica de amonio no solo podría disminuir eficientemente la recombinación asistida por defectos debido a la pasivación química, pero también retarda la acumulación de carga al inducir la flexión del nivel de energía y previene la recombinación de portadores minoritarios debido al bloqueo de carga.

Los dispositivos tratados con NMAI mostraron una electroluminiscencia mucho más intensificada, lo cual es una evidencia directa de que el tratamiento con NMAI suprime sustancialmente la recombinación no radiativa en la superficie / interfaz de la perovskita en los dispositivos completos.

Adicionalmente, los investigadores lograron un PCE del 21,04% para el PSC de triple acción, un VOC máximo de hasta 1,20 V, y estabilidad mejorada manteniendo el 98,9% de su eficiencia inicial después de 3240 h.

Este estudio proporciona nuevos conocimientos sobre los mecanismos de pasivación de las sales orgánicas de amonio y sugiere pautas para el futuro desarrollo de capas de pasivación mejoradas.