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Efficient wide-bandgap perovskite solar cells with open-circuit voltage deficit below 0.4 V via hole-selective interface engineering

引用

Science China Chemistry 2024年第6期67卷 2102-2110页

作者： Xiaoyu Ji Shuo Zhang Furong Yu Huidong Zhang Liqing Zhan Yue Hu Wei-Hong Zhu Yongzhen Wu Key Laboratory for Advanced Materials and Joint International Research Laboratory of Precision Chemistry and Molecular Engineering Shanghai Key Laboratory of Functional Materials ChemistryFrontiers Science Center for Materiobiology and Dynamic ChemistryInstitute of Fine ChemicalsSchool of Chemistry and Molecular EngineeringEast China University of Science and TechnologyShanghai200237China School of Chemistry University of EdinburghKing’s BuildingsEdinburghEH93FJUK

Wide-bandgap mixed-halide perovskite solar cells(WBG-PSCs)are promising top cells for efficient tandem photovoltaics to achieve high power conversion efficiency(PCE)at low ***,the open-circuit voltage(V_(OC))of WBG-PSCs is still unsatisfactory as the V_(OC)-deficit is generally larger than 0.45 ***,we report a buried interface engineering strategy that substantially improves the V_(OC)of WBG-PSCs by inserting amphiphilic molecular hole-selective materials featuring with a cyanovinyl phosphonic acid(CPA)anchoring group between the perovskite and *** assembly and redistribution of CPA-based amphiphilic molecules at the perovskite-substrate buried interface not only promotes the growth of a low-defect crystalline perovskite thin film,but also suppresses the photo-induced halide phase *** energy level alignment between wide-bandgap perovskite and the hole-selective layer is further improved by modulating the substituents on the triphenylamine donor moiety(methoxyls for MPA-CPA,methyls for Me PA-CPA,and bare TPA-CPA).Using a 1.68 e V bandgap perovskite,the Me PA-CPA-based devices achieved an unprecedentedly high V_(OC)of 1.29 V and PCE of 22.3%under standard AM 1.5 *** V_(OC)-deficit(<0.40 V)is the lowest value reported for *** work not only provides an effective approach to decreasing the V_(OC)-deficit of WBG-PSCs,but also confirms the importance of energy level alignment at the charge-selective layers in PSCs.

关键词： cyanovinyl phosphonic acid energy level alignment hole-selective material open-circuit voltage wide-bandgap perovskite

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