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材料科学:ジメチルアクリジン系ドーパントを用いた逆型ペロブスカイト太陽電池
Nature 620, 7974 doi: 10.1038/s41586-023-06207-0
ペロブスカイト半導体のドーピングとその粒界のパッシベーションは、いまだ困難であるが、高効率ペロブスカイト太陽電池の進歩に不可欠である。特に、正孔輸送材料層のプレデポジションなしでペロブスカイト/インジウムスズ酸化物(ITO)ショットキー接触に基づく逆型デバイスを構築することが非常に重要である。今回我々は、ジメチルアクリジン系分子のドーピング処理を用いて、全面的な粒界パッシベーションとともに、十分整合したp-ペロブスカイト/ITO接触を構築し、25.39%という認証電力変換効率(PCE)を達成したことを報告する。クロロベンゼンによってクエンチされた結晶化過程において、ジメチルアクリジン系分子が、前駆体溶液から粒界や膜の底面へと押し出されることが示されており、我々はこれを、分子押し出し(molecule extrusion)過程と呼んでいる。この分子の脱プロトン化ホスホン酸基とペロブスカイトのポリヨウ化鉛のコア配位錯体が、機械的吸収と電子電荷移動の両方の原因であり、ペロブスカイト膜のp型ドーピングをもたらしている。我々は、PCEが25.86%(リバーススキャン)で1000時間の光照射後のPCEが初期PCEの96.6%に維持される高効率デバイスを作製した。

