Дефекты и их пассивация в галогенидных перовскитных солнечных элементах

Все высокоэффективные солнечные элементы на основе органо-неорганических галогенидных перовскитов (OIHP), созданные на сегодняшний день, изготовлены из поликристаллических перовскитных пленок, содержащих высокую концентрацию дефектов, включая точечные и протяженные несовершенства. Несовершенства в материалах OIHP играют важную роль в процессах рекомбинации заряда и миграции ионов в перовскитных солнечных элементах (PSC), существенно влияя на результирующий коэффициент преобразования энергии и стабильность устройств. В настоящем обзоре рассматриваются последние достижения в пассивации несовершенств и подавлении миграции ионов для повышения эффективности и обеспечения высокой стабильности перовскитных солнечных элементов. Вследствие ионной природы материалов OIHP дефекты в фотоактивных пленках неизбежно являются электрически заряженными. Глубокие ловушки, обусловленные определенными заряженными дефектами в пленках OIHP, представляют собой основные центры безызлучательной рекомбинации; пассивация посредством координационного или ионного связывания, а также химического превращения доказала свою эффективность в снижении негативного воздействия этих глубоких ловушек. Мелкие ловушки заряда сами по себе могут вносить незначительный вклад в безызлучательную рекомбинацию, однако миграция заряженных мелких ловушек в пленках OIHP приводит к неблагоприятному изгибу зон, межфазным реакциям и фазовому разделению, влияя на эффективность извлечения носителей заряда. Наконец, описано влияние дефектов и миграции ионов на стабильность перовскитных солнечных элементов.