La passivazione è un metodo efficace per ridurre i difetti e inibire la ricombinazione non radiativa. Sali amminici organici come lo ioduro di fenetilammina (PEAI) sono stati utilizzati con successo per passivare la superficie della perovskite, raggiungere un'efficienza record mondiale del dispositivo per il miglioramento dei VOC.

Però, Le perovskiti trattate con PEAI sono sensibili alla temperatura. Ad alte temperature, PEAI reagirà con perovskite tridimensionale (3-D) incontaminata per formare perovskite 2-D, che influisce sulla stabilità del dispositivo. Inoltre, si dovrebbe fare più lavoro per esplorare ulteriormente il meccanismo di passivazione dei sali di ammonio.

In un recente studio pubblicato da Materiali energetici avanzati , un gruppo di ricerca guidato dal prof. Gao Peng del Fujian Institute of Research on the Structure of Matter dell'Accademia cinese delle scienze ha riportato un approccio ingombrante con ammine per sviluppare efficienti celle solari perovskite riducendo la ricombinazione mediata dall'interfaccia.

I ricercatori hanno utilizzato un unico, voluminoso ioduro di 1-naftilmetilammina (NMAI) per il post-trattamento del film di perovskite 3-D a triplo catione CsFAMA per passivare la superficie/interfaccia della perovskite, e quindi ridurre la ricombinazione non radiativa dei dispositivi.

Hanno scoperto che diverso da PEAI, Il post-trattamento NMAI rimane quasi il sale NMAI stesso sulla superficie del film di perovskite piuttosto che trasformato in perovskite a bassa dimensione, anche ad alta temperatura di ricottura termica (100 °C), che è stato supportato dal calcolo della teoria del funzionale della densità (DFT) e dalla misurazione della diffrazione dei raggi X (XRD).

Sebbene i ricercatori abbiano adottato NMAI per costruire perovskite quasi-2-D/3-D attraverso un metodo di preparazione in un unico passaggio per un diodo a emissione di luce (LED) perovskite altamente efficiente, questo sale di ammonio dielettrico potrebbe non solo ridurre efficacemente la ricombinazione assistita da difetti a causa della passivazione chimica, ma ritarda anche l'accumulo di carica inducendo la flessione del livello di energia e prevenendo la ricombinazione dei portatori minoritari dovuta al blocco della carica.

I dispositivi trattati con NMAI hanno mostrato un'elettroluminescenza molto più intensificata, che è una prova diretta che il trattamento NMAI sopprime sostanzialmente la ricombinazione non radiativa sulla superficie/interfaccia della perovskite nei dispositivi completi.

Inoltre, i ricercatori hanno raggiunto un PCE del 21,04% per il PSC a tripla azione, un VOC massimo fino a 1,20 V, e una maggiore stabilità mantenendo il 98,9% della loro efficienza iniziale dopo 3240 h.

Questo studio fornisce nuove informazioni sui meccanismi di passivazione dei sali di ammonio organici e suggerisce linee guida per lo sviluppo futuro di strati di passivazione migliorati.