view in publisher's site

Surface-Controlled Oriented Growth of FASnI3 Crystals for Efficient Lead-free Perovskite Solar Cells

Highlights•Efficiency of 10.16% is certified by an accredited institute (Newport, USA)•Nucleation and growth of FASnI3 perovskite starts from the solution-air surface•FOEI is synthesized to reduce the surface energy of the solution-air surface•Highly oriented and smooth perovskite film with reduced defects is obtainedContext & ScaleTin-based perovskite solar cells (PSCs) have attracted great interest because of their low toxicity, ideal band gap, and earth-abundant elements. To achieve higher efficiency and stability for tin-based PSCs, an in-depth understanding and the precise control of the crystallization process is required to further improve the crystalline quality of tin-based perovskites. Here, we reveal that the crystallization of FASnI3 perovskite is controlled by the solution-air surface. By using a tailor-made pentafluorophen-oxyethylammonium iodide (FOEI) as the additive in the perovskite precursor solution, surface energy of the solution-air surface is reduced. Highly oriented and smooth FASnI3-FOEI perovskite film with longer carrier lifetime is achieved with a certificated efficiency of 10.16%. This work suggests an effective strategy for highly efficient lead-free PSCs.SummaryTin-based perovskites with narrow band gap and high carrier mobility are promising candidates for the preparation of efficient lead-free perovskite solar cells (PSCs). However, the poor crystallization of tin-based perovskite films with unfavorable defects and rough morphology is still the biggest challenge to achieve high power conversion efficiency. In this work, we reveal the surface-controlled growth of FASnI3 perovskite films, and then precisely control the crystallization process by reducing the surface energy of the solution-air surface with a tailor-made pentafluorophen-oxyethylammonium iodide (FOEI). The demonstrated strategy enabled us to achieve highly oriented and smooth FASnI3-FOEI films with lower defect density and longer lifetime of charge carriers. A certificated efficiency of 10.16% for tin-based PSCs was obtained from an accredited institute.Graphical AbstractDownload : Download high-res image (137KB)Download : Download full-size image

رشد نگر آنی کریستال‌های FASnI۳ برای سلول‌های خورشیدی آزاد موثر سرب سطحی

نکات برجسته: کارایی of % توسط موسسه معتبر (نیوپورت، USA)تایید می‌شود و رشد of perovskite از سطح راه‌حل شروع می‌شود - سطح هوا - هوا بسیار جهت‌دار و صیقلی - بر مبنای سلول‌های خورشیدی reduced & (PSCs)به دلیل سمیت پایین، شکاف نواری ایده‌آل، و عناصر موجود در زمین، علاقه زیادی به خود جلب کرده‌اند. برای دستیابی به کارایی بالاتر و پایداری برای PSCs مبتنی بر قلع، درک عمیق و کنترل دقیق فرآیند crystallization برای بهبود کیفیت بلوری of مبتنی بر قلع لازم است. در اینجا، نشان می‌دهیم که تبلور of perovskite به وسیله سطح هوا - هوا کنترل می‌شود. با استفاده از یک tailor - - oxyethylammonium (FOEI)به عنوان ماده افزودنی در محلول پری کورسور perovskite، انرژی سطحی سطح محلول - هوا کاهش می‌یابد. فیلم Highly FASnI۳ و صاف - FOEI با طول عمر حامل طولانی‌تر با بازده certificated % ۱۰.۱۶ بدست‌آمده است. این اثر پیشنهاد می‌کند که یک استراتژی موثر برای - highly lead free aryTin با شکاف نواری باریک و تحرک حامل بالا، کاندیدهای نوید دهنده برای آماده‌سازی سلول‌های خورشیدی آزاد دارای سرب کارآمد باشند (PSCs). با این حال، تبلور ضعیف فیلم‌های perovskite بر پایه قلع با نقص‌های نامطلوب و مورفولوژی ناهموار همچنان بزرگ‌ترین چالش برای دستیابی به راندمان تبدیل توان بالا است. در این کار، ما رشد کنترل‌شده بر سطح فیلم‌های perovskite perovskite را نشان می‌دهیم و سپس فرآیند تبلور را با کاهش انرژی سطحی محلول - هوا با یک یدید tailor - oxyethylammonium (FOEI)کنترل می‌کنیم. این استراتژی ثابت ما را قادر ساخت تا به فیلم‌های highly و smooth با چگالی پایین و طول عمر طولانی‌تر حامل‌های بار برسیم. کارایی certificated of % برای PSCs مبتنی بر قلع از یک تصویر accredited hical AbstractDownload به دست آمد: تصویر high (۱۳۷ کیلوبایت)بارگیری: تصویر متن کامل دانلود کنید.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.