Defect Passivation and Surface Modification for Efficient and Stable Organic-Inorganic Hybrid Perovskite Solar Cells and Light-Emitting Diodes
Notice bibliographique
Résumé
Defect passivation and surface modification of perovskite semiconductors play a key role in achieving highly efficient and stable perovskite solar cells (PSCs) and light-emitting diodes (LEDs). This dissertation describes three novel strategies for such defect passivation and surface modification. In the first strategy, we demonstrate a facile approach using inorganic perovskite quantum dots (QDs) to supply bulk- and surface-passivation agents to combine high power conversion efficiency (PCE) with high stability in CH3NH3PbI3 (MAPbI3) inverted PSCs. This strategy utilizes inorganic perovskite QDs to distribute elemental dopants uniformly across the MAPbI3 film and attach ligands to the film’s surface. Compared with pristine MAPbI3 films, MAPbI3 films processed with QDs show a reduction in tail states, smaller trap-state density, and an increase in carrier recombination lifetime. The strategy results in reduced voltage losses and an improvement in PCE from 18.3% to 21.5%, which is among the highest efficiencies for MAPbI3 devices. The devices maintain 80% of their initial PCE under 1-sun continuous illumination for 500 h and show improved thermal stability. In the second strategy, we reduce the efficiency gap between the inverted PSCs and regular PSCs using a trace amount of surface-anchoring, long-chain alkylamine ligands (AALs) as grain and interface modifiers. We show that long-chain AALs suppress nonradiative carrier recombination and improve the optoelectronic properties of mixed-cation mixed-halide perovskite films. These translate into a certified stabilized PCE of 22.3% (23.0% PCE for lab-measured champion devices). The devices operate for over 1000 hours at the maximum power point (MPP), under simulated AM1.5 illumination, without loss of efficiency. Finally, we report a strategy to passivate Cl vacancies in mixed halide perovskite (MHP) QDs using non-polar-solvent-soluble organic pseudohalide (n-dodecylammonium thiocyanate (DAT)), enabling blue MHP LEDs with enhanced efficiency. Density-function-theory calculations reveal that the thiocyanate (SCN-) groups fill in the Cl vacancies and remove deep electron traps within the bandgap. DAT-treated CsPb(BrxCl1-x)3 QDs exhibit near unity (~100%) photoluminescence quantum yields; and their blue (~470 nm) LEDs are spectrally stable with an external quantum efficiency (EQE) of 6.3% – a record for perovskite LEDs emitting at the 460-480 nm range relevant to Rec. 2020 display standards.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».