Hoog-efficiënte 22%+ perovskiet zonnecellen met ultra-compacte FA0.1MA0.9PbI3 films

Samenvatting

Het gebruik van gemengde kationen is gunstig voor het benutten van de voordelen van kationen en het bereiken van hoog-efficiënte perovskiet zonnecellen (PSCs). Hierin stelt de precieze kleine incorporatie van CH(NH₂)₂ (FA) kationen in methylammonium lood iodide (MAPbI₃) de vorming van compacte, gladde perovskietfilm met hoge kristalliniteit in staat. Als gevolg hiervan worden de kortsluitstroom en de vulfactor van de PSCs gebaseerd op FAₓMA₁₋ₓPbI₃ perovskiet aanzienlijk verbeterd, wat leidt tot verbeterde apparaatefficiëntie. De kampioene PSC gebaseerd op FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ vertoont een opmerkelijk hoge efficiëntie van 22,02%. Bovendien tonen de PSCs gebaseerd op FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ perovskiet ook verbeterde apparatuurstabiliteit. Dit werk biedt een eenvoudige benadering om hoogwaardige perovskietfilms en hoogpresterende PSCs met betere stabiliteit te fabriceren.

Inleiding

Vanaf het afgelopen decennium heeft de toename in industriële en huishoudelijke energiebehoefte niet alleen een energiecrisis gecreëerd, maar ook problemen veroorzaakt afkomstig van opwarming van de aarde. Halfgeleidertechnologie speelde een significante rol om deze crises met minimale milieuproblemen te overwinnen. Halfgeleidermateriaal-gebaseerde zonnecellen zijn milieuvriendelijk, zoals silicium, samengestelde halfgeleiders, oxiden en organische materialen. Perovskietmateriaal-gebaseerde zonnecellen (PSCs) zijn de focus geworden vanwege de hoge vermogensomzettingsrendement (PCE) die opschoot van 3,8% in 2009 tot 25,2% nu. De opmerkelijke hoge PCE van PSCs berust op de unieke opto-elektronische eigenschappen van de perovskietmaterialen, en perovskietmateriaal-ingenieurskunst is een cruciale aanpak om de apparaatprestaties te verbeteren.

Over het algemeen is perovskiet een materiaal met hetzelfde type kristalstructuur gebaseerd op de formule ABX₃, waar A een organische kation (zoals CH₃NH₃⁺) of alkalikation (Cs⁺) of hun mengsel van kationen is, B het metaal-anion (Pb²⁺ of Sn²⁺) is, en X verwijst naar de halogeen-anionen (X = I⁻, Br⁻, of Cl⁻). Onder de perovskietmaterialen is FAₓMA₁₋ₓPbI₃ (MA, methylammonium; FA, formamidinium) het meest gebruikte materiaal in PSCs. Omdat FA⁺ een iets grotere grootte heeft (ionische straal = 2,79 Å) vergeleken met MA⁺ (ionische straal = 2,70 Å), bezit FAₓMA₁₋ₓPbI₃ een lager bandgap dan MAPbI₃, wat dus toelaat voor hogere zonne-lichtopbrengstefficiëntie. Voornamelijk wordt een kleine hoeveelheid MA-kation gedopeerd met FA-kation om FAₓMA₁₋ₓPbI₃ perovskiet te fabriceren, wat de vorming van de fotoactieve FA-kationfase bevordert dan zuivere FAPbI₃ en leidt tot hoge apparaatefficiëntie. Echter, zelfs met de incorporatie van MA-kationen, is het nog steeds zeer uitdagend om zuivere zwart-gefaseerde FA-perovskiet te bereiken zonder enige spoor van geel-gefaseerde FA-perovskiet vanwege de grotere ionische straal van FA-kationen, met name wanneer grote hoeveelheden FA worden gebruikt. Dit probleem is vaak waargenomen ondanks de hoge efficiëntie van deze PSCs, aangezien dit de structurele en thermische stabiliteit van de PSC-apparaten beïnvloedt. Daarom, om hoge efficiëntie en apparatuurstabiliteit in FAₓMA₁₋ₓPbI₃-gebaseerde PSCs te bereiken, moet de vorming van geel-fase defecten voorkomen worden. In dit werk gebruiken we in plaats van een grote hoeveelheid FA-kationen in FAₓMA₁₋ₓPbI₃ perovskiet, een kleine hoeveelheid FA om FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ planfilm te fabriceren, wat de kampioene apparaatefficiëntie van meer dan 22% mogelijk maakt. In tegenstelling tot de resultaten gerapporteerd van mesoporese perovskietfilm, vonden we dat de introductie van kleine FA in MAI binnen de gaten van de PbI₆ octahedra de MAPbI₃ perovskietstructuur stabiliseert in een "quasi-kubische" fase bij kamertemperatuur. Verder zijn de verbeteringen hier voornamelijk afkomstig van de aanzienlijk verhoogde J_SC, ten goede komend van de vorming van compacte, gladde, hoogwaardige perovskietfilm met de incorporatie van FA. Bovendien tonen de PSCs gebaseerd op FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ perovskiet ook verbeterde apparatuurstabiliteit.

Resultaten en Discussie

De toegepaste apparaatstructuur van de PSCs in dit werk wordt schematisch weergegeven in Fig. 1, waar de SnO₂-laag wordt gebruikt als de elektronen-transportlaag (ETL), Spiro-OMeTAD als de gaten-transportlaag (HTL), en goud (Au) als de anode. Zowel standaard als gemodificeerde perovskietlagen werden op de indium-tin-oxide (ITO) transparante elektrode als de absorberende laag gedeponeerd door de conventionele eenstaps oplosmiddel-ingenieursmethode.

Scanning elektronenmicroscopie (SEM) werd gebruikt om de morfologie van de perovskietfilms te onderzoeken. De film bereid met zuivere MAPbI₃ toont een hogere verhouding van korrelgrenzen, zoals getoond in Fig. 2a. De gaten samen met veel korrelgrenzen in de perovskietfilm bevorderen de niet-stralende recombinatie en verminderen de apparaatefficiëntie van de PSCs. Integenstelling, homogene, gat-vrije perovskietfilm wordt bereikt door de incorporatie van FA-kationen in zuivere MAPbI₃ (FA₀.₁MA₀.₉PbI₃) film, zoals getoond in Fig. 2b. Het presenteert een dichtgepakte structuur met een kleine vergroting in korrelgrootte en veel minder korrelgrenzen. Een compacte, gladde filmmorfologie met een grote korrelgrootte zal de valtoestanden en defecten in de perovskietfilm minimaliseren.

De stationaire photoluminescentie (PL) spectra van zowel MAPbI₃ als FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ perovskietfilms worden getoond in Fig. 2c. Zoals verwacht, wordt een significante rode verschuiving in de emissiepieken waargenomen. Daarnaast werd piekvernauwing waargenomen. Deze significante verschuiving is te wijten aan de introductie van FA in MA in het perovskietrooster. Bovendien neemt de PL-intensiteit enigszins toe met de toevoeging van FA-kationen, wat duidt op de afname van valtoestanden en geeft als resultaat een hoogkristallijne FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ film.

Om meer te begrijpen over de afname in valtoestanden van de gemodificeerde perovskietlaag vergeleken met een standaard apparaat, werd tijdsopgeloste photoluminescentie (TRPL) uitgevoerd op perovskietfilm gebaseerd op elk materiaal, zoals getoond in Fig. 2d. Aangezien de perovskietlaag op het glassubstraat gedeponeerd is zonder enige transportlaag, wordt verwacht dat de ladingsdragersrecombinatie alleen de tussenlaag ladingsdragertransport vertegenwoordigt (d.w.z. niet-stralende recombinatie), wat langere levensduur van ladingsdragers en langzamere tussenlaagrecombinatie met de incorporatie van FA in MAPbI₃ zou tonen. Twee tijdscomponenten kunnen verkregen worden om de ladingsdragerrecombinatielevensduur van de zo voorbereide perovskietfilm van elk type te berekenen door de TRPL-kromme te passen met een bi-exponentiële functie van de tijd (t):

$$ F(t) = A_1 e^{-t/\tau_1} + A_2 e^{-t/\tau_2} + \gamma_0 $$ (1)

waarbij τ₁ en τ₂ in Verg. 1 de tijdsconstante van snelle verval en langzame verval processen respectievelijk vertegenwoordigen. Het snelle verval τ₁ component vertegenwoordigt de oppervlakte-recombinatie, terwijl de langzame vervalcomponent gerelateerd is aan de recombinatie die plaatsvindt in de bulk van de perovskietstructuur. Alle gepaste TRPL-parameters voor standaard en gemodificeerde perovskietmonsters zijn samengevat in tabel S1, en de gemiddelde recombinatielevensduur (τ_ave) van beide perovskietlagen werd benaderd berekend uit de gepaste krommegegevens volgens de formule getoond in de supplementaire informatie. Zoals, in vergelijking met de standaard perovskietfilm met een gemiddelde levensduur vervaltijd van 24,61 ns, toont FAMAPbI₃ (10%) film een opvallend langere ladingsdrager gemiddelde levensduur van 49,92 ns, wat de onderdrukking van niet-stralende recombinatie in gemodificeerde PSCs aangeeft.

Röntgendiffractie (XRD) werd gebruikt om de kristalliniteit van de perovskietfilms te onderzoeken. Figuur 3a toont de hoofddiffractiepieken van de perovskietfilm bij 2θ van 14,24° vertoont voorkeursoriëntatie met hogere intensiteit, waar de kleine incorporatie van FA in standaard MAPbI₃ perovskietfilm de diffractie-intensiteit veel sterker maakt, wat duidt op hogere kristalliniteit. Verder verschuiven de diffractiepieken van de gemodificeerde perovskietlaag naar een kleinere hoek. De prominente pieken verschuiven van 14,61° en 28,84° naar 14,24° en 28,49°, respectievelijk, zoals getoond in Fig. 3b, c. Aangezien de grootte van FA-kationen groter is dan MA-kationen, neemt de roostergrootte toe met de incorporatie van FA-ionen, wat in overeenstemming is met de vergelijking van Bragg (2d sinθ = nλ). Bovendien verlaagt de introductie van de FA-kation met de MA ook de tolerantiefactor en bevordert de vorming van een stabiele kubische perovskietfase. Let op dat, afhankelijk van de filmmorfologie en depositiecondities, het toevoegen van een kleine hoeveelheid FA (0,1) kan ook leiden tot een tetragonale fase. De volle breedte op half maximum (FWHM) werd gebruikt om de korrelgrootte in de perovskietfilms te schatten. In FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ is de waarde van FWHM van de hoogste piek 0,133°, zoals getoond in de supplementaire informatie Fig. S1a b, wat het bewijs levert van toename in korrelgrootte met hogere kristalliniteit vergeleken met MAPbI₃ film (FWHM 0,174°).

Om de elementaire samenstelling na de precieze kleine incorporatie van FA-kationen te bevestigen, werden röntgenfoto-elektronspectroscopie (XPS) metingen uitgevoerd op zowel standaard als gemodificeerde perovskietlagen. De aanwezigheid van FA in MA-kationen kan bevestigd worden door de geïdentificeerde C–C-binding (284,8 eV), zoals getoond in Fig. 4a, c. Verder is de verschenen binding van C–N (401,3 eV) en C=N (400,10 eV) afkomstig van geïncorporeerde FA-kationen, wat duidelijk waarneembaar is in het N1s-spectrum van FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ perovskiet, zoals getoond in Fig. 4b. Voor verdere analyse van de elementaire samenstelling, werd energiedispersieve röntgenspectroscopie (EDX) uitgevoerd, zoals getoond in Fig S2 a & b. We kunnen de chemische samenstelling duidelijk evenaren; de integratie van elementenpieken demonstreert een gekwantificeerd atoomaire verhouding % van C tot N tot Pb 44,75(2,3):22,73(1,1):19,34(1) voor MAPbI₃ en 47,71 (2,3):27,34 (1,3):20,15 (1) voor FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ perovskiet.

Kelvin probe kracht microscopie (KPFM) techniek werd gebruikt om de perovskietfilm verder te analyseren, wat de contactpotentiaalverschil (CPD) meet tussen de tip en het oppervlak van het monster eronder. De oppervlakteruughoud is opmerkelijk gedaald van 20,488 tot 4,778 nm met de incorporatie van FA in MAPbI₃ perovskiet, zoals getoond door de topografische afbeeldingen in Fig. 5a, d. Dit onthult verder de compacte, gladde morfologie van de perovskietfilm met FA-doping. De oppervlaktemorfologie van zowel standaard als gemodificeerde perovskietfilms in drie dimensies (3D) wordt getoond in Fig. 5b en e, respectievelijk. De oppervlaktepotentiaalafbeeldingen worden getoond in Fig. 5c, f, en de 3D-afbeeldingen worden getoond in de supplementaire informatie Fig. S3 (b & c). Het is duidelijk dat FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ film een meer homogene potentiaalverdeling toont dan MAPbI₃ film, wat minder oppervlaktedefecten aan het oppervlak van FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ film aangeeft. Tegelijkertijd toont de FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ film een hogere oppervlaktepotentiaal aan de korrelgrenzen dan de standaard perovskietfilm, wat de vanglans en recombinatiekans van de minderheidsladingsdragers verlaagt en de stroombaan voor minderheidsladingsdragers stipuleert om de corresponderende selectieve contacten te bereiken. Hierdoor zal het de algehele prestaties van de PSCs verbeteren in de richting van betere ladingstransport met onderdrukte recombinatie.

Doorsnede SEM-afbeeldingen van MAPbI₃ film en FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ film worden getoond in Fig. 6a, b. Deze perovskietfilms zijn geproduceerd op de SnO₂ ETL. Het kan duidelijk gezien worden dat de ETL/perovskiet-interface aanzienlijk verbeterd is met de incorporatie van FA in perovskiet. Het kan ook gezien worden dat FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ film veel compacter en gladder is dan MAPbI₃ film. Deze verbeteringen gunstigen efficiënte ladingsdragerextractie aan interfaces. Ultraviolet-zichtbaar (UV-Vis) absorptiespectra werden gemeten om de absorptiekenmerken van de perovskietfilms te analyseren, zoals getoond in Fig. 6c. FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ film toont iets hogere absorptie-intensiteiten dan de MAPbI₃ film. De bandgap-waarden zijn berekend met behulp van de Tauc-plot spectra getoond in S4 a & S4b, welke 1,58 eV voor MAPbI₃ en 1,54 eV voor FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ zijn, wat aantoont dat de kleine incorporatie van FAI-kationen in de MAI roostermatrix de bandgap verlaagt. De verlaagde bandgap is gunstig voor de ontwikkeling van hoog-efficiënte perovskiet zonnecellen.

De PSCs gebaseerd op MAPbI₃ (standaard PSC) en FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ (gemodificeerde PSC) zijn geconstrueerd met de structuur van ITO/SnO₂/perovskiet/Spiro-OMeTAD/Au. De stroomdichtheid-spanning (J-V) krommen worden getoond in Fig. 7a, en de corresponderende fotovoltaische parameters worden vermeld in Tabel 1. Het is duidelijk dat de kortsluitstroomdichtheid (J_SC) van gemodificeerde PSCs duidelijk hoger is dan die van standaard PSCs, wat leidt tot een significante toename in apparaatefficiëntie. De maximale PCE van gemodificeerde PSCs is 22,02% met een open-circuitspanning (V_OC) van 1,13 V, J_SC van 25,87 mAcm⁻², en een vulfactor (FF) van 0,75. De opmerkelijke verbeteringen in J_SC en PCE van gemodificeerde PSCs gebaseerd op FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ duiden sterk op verbeterde ladingsdragercollectie. Vanwege de compacte en gladde oppervlaktekenmerken van FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ films met een grote korrelgrootte en betere kristalliniteit, worden ladingsextractie en -transport mogelijk met minimale verlies geïnduceerd door recombinatieprocessen. Daarom is J_SC aanzienlijk toegenomen, en tegelijkertijd is V_OC ook verbeterd. De toegenomen J_SC wordt ook deels bijgedragen door de verlaagde bandgap en de verbeterde absorptie in FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ film (zoals onthuld door de absorptiekenmerken getoond in Fig. 6c). Om het effect van FA in MAPbI₃ verder te verkennen, hebben we ook verschillende verhoudingen van FA (5–20%) gebruikt, en de resulterende apparaatprestaties van de corresponderende PSCs worden getoond in Fig. S5 en Tabel S2. De incorporatie van FA in de perovskiet met een molaire verhouding van 5 tot 20% verhoogt J_SC en PCE, wat de hoge efficiëntie van de gemodificeerde PSCs bereikt. De beste waarden van de apparaatprestaties worden verkregen in de conditie van het gebruik van FA₀.₁MA₀.₉PbI₃.

Om de onderliggende mechanismen voor de opmerkelijk verbeterde apparaatprestaties met de kleine incorporatie van FA te onderzoeken, zijn de parameters van serieweerstand (R_S) en omgekeerde verzadigingsstroomdichtheid (J_0) gekarakteriseerd. De J-V kenmerken worden aangegeven door:

$$ J = J_{\text{ph}} - J_0 \left[ \exp\left( \frac{e(V + A J R_S)}{m K_\beta T} \right) - 1 \right] - \frac{V + J R_S}{R_{\text{SH}}} $$ (1)

waarbij J de stroom is die door de externe last vloeit, J_ph de fotostroomdichtheid is gegenereerd door een diode, A het apparaatoppervlak is, R_SH de shunt-weerstand, m de idealiteitsfactor van de pn-overgang, K_β de constante van Boltzmann, en T en e de temperatuur en elektronische lading, respectievelijk. Voor een ideale conditie (R_SH is groot genoeg), kan Verg. 1 geschreven worden als:

$$ \frac{dV}{dJ} = \frac{A K_\beta T}{e} (J_{\text{ph}} + J)^{-1} + R_S $$ (2)

$$ \ln (J_{\text{SC}} + J) = \frac{e}{A K_\beta T} (V - R_S J) + \ln J_0 $$ (3)

R_S kan verkregen worden uit de –dV/dJ vs (J_SC – J)⁻¹ plots in Fig. 7b met een lineaire fitting kromme in overeenstemming met Verg. 2, welke 4,8 Ω cm² en 2,3 Ω cm² zijn voor standaard PSC met MAPbI₃ en gemodificeerde PSC met FA₀.₁MA₀.₉PbI₃, respectievelijk. Deze afname in R_S voor de gemodificeerde PSC duidt op betere ladingsdragertransport en bijdraagt aan de hoge J_SC. J_0 bepaald uit ln (J_SC + J) vs. (V – R_S J) plots in Fig. 7c is 1,43 × 10⁻², en 1,16 × 10⁻⁵ mAcm⁻² voor MAPbI₃ en FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ PSCs, respectievelijk. Een kleinere J_0 duidt op lagere recombinatie, en dus is V_OC van de gemodificeerde PSCs verbeterd. De verminderde recombinatie door FA-incorporatie is ook consistent met de KPFM-metingen. Bovendien is de corresponderende externe quantum efficiëntie (EQE) berekend, waar brede fotoresponsen met hoge waarden verkregen zijn; de berekende geïntegreerde stroomdichtheden (J_SC) zijn 24,88 mAcm⁻² en 20,25 mAcm⁻² voor de beste gemodificeerde en standaard apparaten, respectievelijk, zoals getoond in Fig. 7d, wat consistent is met de J_SC waarde berekend uit J-V test.

In het algemeen is EIS een geschikt hulpmiddel om het interne elektrisch proces van PSCs te analyseren. Hierin werden EIS uitgevoerd als een spanningfunctie. De verkregen data werden gepast met ZView met behulp van een geschikt equivalent circuit, zoals getoond in Fig. 8a. De recombinatieweerstand (R_rec) van elke perovskiet zonnecel wordt berekend uit de diameter van de halve cirkel. Het kan duidelijk gezien worden dat R_rec van gemodificeerde perovskiet zonnecel toegenomen is met de kleine incorporatie van FA in MAPbI₃, wat duidt op een significante afname in ongewenste recombinatie en daarmee de defectdichtheid van PSCs verlaagt.

Figuur 8b toont dat de gemodificeerde PSC met FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ zijn oorspronkelijke waarde tot 80% behoudt zelfs na 800 uur, terwijl de standaard PSC met MAPbI₃ slechts minder dan 60% van zijn oorspronkelijke waarde behoudt. De verbeterde stabiliteit van de PSC met FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ correleert met de hoge kwaliteit van de FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ perovskietfilm. De apparatuurstabiliteitskwesties van de PSCs werden ook gekarakteriseerd binnen verschillende tijdsintervallen onder omgevingsomstandigheden.

Om de herhaalbaarheid van de PSCs te bevestigen, wordt de gemiddelde prestatie van zowel MAPbI₃ als FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ PSCs gemiddeld van meer dan 40 apparaten getoond in Tabel 1, en de statistieken van de fotovoltaische parameters worden getoond in Fig. 9a–d. Het kan gezien worden dat in PSCs met FA₀.₁MA₀.₉PbI₃, de gemiddelde prestatie ook duidelijk superieur is aan de PSCs met MAPbI₃ en betere herhaalbaarheid tonen.

Experimentele Details

Materialen en Methodes

CH₃NH₃I, PbI₂, CH(NH₂)₂, en Spiro-OMeTAD werden gekocht bij Xi'an Polymer Light Technology Corp. SnO₂ werd gekocht bij Alfa Aesar. De voorlopergoplossing van FAₓMA₁₋ₓPbI₃ bestond uit PbI₂, CH₃NH₃I, en CH(NH₂)₂ geroerd in een mengsel van dimethylformamide (DMF) tot dimethylsulfoxide (DMSO) (9:1, vol/vol) overnachten. De concentratie van FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ voorlopergoplossing was 0,3 mol/ml. De indium-tin-oxide (ITO)-gecoate substraten hebben een bladweerstand van 15 Ω/□. Alle materialen werden direct gebruikt zonder verdere zuivering.

Apparaat Fabricage

Alle PSCs werden geproduceerd op ITO-glassubstraten. SnO₂ werd gedeponeerd op de vooraf gereinigde ITO-substraat als elektronen-transportlaag (ETL). Perovskietlagen werden gedeponeerd in de N₂-gevulde handschoendoos bij 5000 rpm gedurende 35 s. Op 29 s voor het stoppen van de spindoop, werd antitolueen op het substraat gedropt. Daarna werd het substraat overgebracht naar de hitteplaat voor aannealing gedurende 8 min bij 80 °C en vervolgens gedurende 10 min bij 120 °C. Na afkoelen, werd het gat-transportmateriaal Spiro-OMeTAD op de top van de perovskietlaag gedeponeerd door spindoop bij 3000 rpm gedurende 30 s. Na het voltooien van de spindoop van alle lagen, werden de monsters overnachten buiten de handschoendoos gehouden voor een betere oxidatieproces. Ten slotte werd 80 nm goud (Au) gedeponeerd door thermische verdamping onder 4 × 10⁻⁴ Pa vacuümcondities om de apparaatstructuur te voltooien.

Apparaat Karakterisatie

Stroom-spanning karakterisatie werd uitgevoerd met een digitale bronmeter (Keithley Model 2400) bij AM 1.5G bij 100 mW cm⁻². Scanning elektronenmicroscopie (SEM) metingen werden uitgevoerd door 4800. Röntgendiffractie (XRD) patronen werden verzameld met een D/max 2200 V röntgenpoederdiffractometer met Cu Kα-straling (λ = 1,540 A). Kelvin probe kracht microscopie (KPFM) metingen werden genomen met behulp van de MFP-3D infinity van Asylum Research. Alle karakterisaties werden bereikt onder constante blootstelling aan omgevingsomstandigheden en zonder apparaatinapseling.

Conclusie

In ons werk wordt een precieze kleine hoeveelheid FA-kationen geïntroduceerd in MA-kationen van standaard MAPbI₃-gebaseerde perovskietfilm om de filmkwaliteit te verbeteren in termen van gladheid en kristalliniteit met volledige oppervlaktebedekking. De opmerkelijke PCE van 22,02% en significant verhoogde J_SC is verkregen uit de PSCs gebaseerd op FA₀.₁MA₀.₉PbI₃ perovskiet. Verder is de verbetering in V_OC als gevolg van verminderde ladingsdragerrecombinatie ook verkregen. Deze resultaten onthullen dat hoog-efficiënte PSCs met superieure stabiliteit herhaalbaar geproduceerd kunnen worden gebaseerd op de compacte, gladde perovskietfilm met verbeterde kristalliniteit mogelijk gemaakt door de incorporatie van een kleine waarde van FAI-kationen in MAPbI₃.