Перовскитные солнечные элементы с атомарно когерентными прослойками на электродах из SnO2

В перовскитных солнечных элементах границы между перовскитом и слоями переноса заряда содержат высокую концентрацию дефектов — примерно в 100 раз выше, чем в самом перовскитном слое; в частности, это дефекты глубоких уровней, существенно снижающие коэффициент преобразования мощности устройств. Недавние усилия по уменьшению этих межфазных дефектов были сосредоточены главным образом на пассивации поверхности. Однако пассивировать поверхность перовскита, контактирующую со слоем переноса электронов, трудно, поскольку агенты обработки поверхности на слое переноса электронов могут растворяться при нанесении тонкой плёнки перовскита. Альтернативно, межфазные дефекты могли бы не иметь значения, если бы между слоем переноса электронов и перовскитным слоем удалось сформировать когерентную границу. Здесь мы сообщаем о формировании прослойки между слоем переноса электронов SnO2 и галогенидным перовскитным светопоглощающим слоем, достигнутом за счёт сочетания Cl-связанного SnO2 с содержащим хлор перовскитным прекурсором. Эта прослойка обладает атомарно когерентными свойствами, которые усиливают извлечение и перенос заряда из перовскитного слоя и уменьшают число межфазных дефектов. Наличие такой когерентной прослойки позволило изготовить перовскитные солнечные элементы с коэффициентом преобразования мощности 25,8% (сертифицировано 25,5%) при стандартном освещении. Кроме того, неинкапсулированные устройства сохраняли около 90% исходной эффективности даже после непрерывного светового воздействия в течение 500 часов. Наши результаты дают ориентиры для создания интерфейсов с минимизацией дефектов между галогенидными перовскитами металлов и слоями переноса электронов.