Tim Prof Ge Ziyi di Ningbo Institute of Materials Teknologi and Engineering (NIMTE) dari Chinese Academy of Sciences telah mengembangkan aditif multifungsi baru untuk pasif cacat dan meningkatkan transportasi pembawa muatan, sehingga meningkatkan efisiensi dan stabilitas sel surya perovskit terbalik (PSC).
Studi ini dipublikasikan dalam Edisi Internasional Angewandte Chemie.
PSC telah menarik banyak perhatian di bidang teknologi fotovoltaik generasi baru karena sifat optoelektroniknya yang luar biasa, biaya fabrikasi yang rendah, dan prospek fabrikasi perangkat di area yang luas. Namun, komersialisasi dan penerapan praktis PSC masih dibatasi oleh efisiensi konversi daya (PCE) yang relatif rendah dan stabilitas jangka panjang yang buruk, yang dapat dikaitkan dengan kehilangan tegangan rangkaian terbuka pada perangkat dan cacat kristalografi pada film perovskit.
Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti menggunakan potasium (4-tert-butoxycarbonylpiperazin-1-yl) methyl trifluoroborate (PTFBK) sebagai aditif dalam larutan prekursor perovskit. Pengenalan PTFBK secara efektif dapat mempasifkan cacat dan meningkatkan ekstraksi pembawa dalam film perovskit.
Selain itu, kombinasi efektif dari beberapa efek pasivasi meningkatkan kemampuan kristalisasi perovskit, menghasilkan film perovskit berkualitas tinggi dengan ukuran butir lebih besar.
Berkat efek sinergis PTFBK, diperoleh PSC pin kaku dan fleksibel yang sangat efisien dengan PCE tinggi masing-masing sebesar 24.99% dan 23.48%.
Selain itu, dengan memanfaatkan ikatan hidrogen antara formamidinium dan fluor, perangkat yang tidak terbungkus PTFBK yang dimodifikasi menunjukkan stabilitas termal, kelembapan, dan cahaya yang sangat baik dalam berbagai kondisi, seperti makan terus-menerus pada suhu 85°C di N2-kontainer terisi, kondisi ruangan pada kelembapan relatif 60%–70%, dan penerangan terus-menerus pada 100 mW·cm-2.
PSC fleksibel yang dikembangkan dapat mempertahankan 85% PCE awalnya setelah 5,000 siklus pembengkokan pada radius 5 mm, menunjukkan stabilitas pembengkokan yang luar biasa.
Studi ini membuka jalan bagi pengembangan dan komersialisasi PSC dan teknologi fotovoltaik perovskit terkait di masa depan.