A green solvent enables precursor phase engineering of stable formamidinium lead triiodide perovskite solar cells
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Abstract Perovskite solar cells (PSCs) offer an efficient, inexpensive alternative to current photovoltaic technologies, with the potential for manufacture via high-throughput coating methods. However, challenges for commercial-scale solution-processing of metal-halide perovskites include the use of harmful solvents, the expense of maintaining controlled atmospheric conditions, and the inherent instabilities of PSCs under operation. Here, we address these challenges by introducing a high volatility, low toxicity, biorenewable solvent system to fabricate a range of 2D perovskites, which we use as highly effective precursor phases for subsequent transformation to α-formamidinium lead triiodide (α-FAPbI 3 ), fully processed under ambient conditions. PSCs utilising our α-FAPbI 3 reproducibly show remarkable stability under illumination and elevated temperature (ISOS-L-2) and “damp heat” (ISOS-D-3) stressing, surpassing other state-of-the-art perovskite compositions. We determine that this enhancement is a consequence of the 2D precursor phase crystallisation route, which simultaneously avoids retention of residual low-volatility solvents (such as DMF and DMSO) and reduces the rate of degradation of FA + in the material. Our findings highlight both the critical role of the initial crystallisation process in determining the operational stability of perovskite materials, and that neat FA + -based perovskites can be competitively stable despite the inherent metastability of the α-phase.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- A green solvent enables precursor phase engineering of stable formamidinium lead triiodide perovskite solar cells
- Date Crossref
- 22/11/2024
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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University of Oxford Clarendon Laboratory pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Birmingham pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Hebrew University of Jerusalem pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie Solar Energy Division pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Manchester Department of Materials pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Sheffield Department of Chemistry pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Chemistry pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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The Hebrew University Institute of Chemistry and The Center for Nanoscience and Nanotechnology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institute for Advanced Study pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Clarendon Laboratory — University of Oxford, University of Birmingham et Hebrew University of Jerusalem, avec 6 autres affiliations.
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