Morphology Control Additive in Vacuum-Deposited Perovskite Solar Cells

Abstract

In this study, we investigate the use of diphenyl sulfoxide (DPSO) as a volatile solid additive in vacuum thermal evaporation to fabricate perovskite devices. Typically, perovskites prepared via vacuum processes exhibit small grain sizes due to the high nucleation density compared to solution-processed films. To overcome this limitation and achieve larger grain sizes, approaches such as reducing the evaporation rate or increasing the substrate temperature are commonly employed. However, inspired by additive use in solution processing, we introduce DPSO to delay the direct reaction of perovskite precursors. This strategy allows for improved grain growth by moderating the nucleation process, enhancing film quality and, consequently, device efficiency. These findings demonstrate that controlling precursor interactions in vacuum-processed perovskites effectively improves both film quality and device performance.;본 연구에서는 진공 열 증착 공정에서 다이페닐 설폭사이드(DPSO)를 휘발성 고체 첨가제로 사용하여 페로브스카이트 태양전지를 제작하는 방법을 조사했다. 일반적으로 진공 공정으로 제작된 페로브스카이트는 용액 공정으로 제작된 필름에 비해 높은 핵생성 밀도로 인해 작은 결정립 크기를 보인다. 이러한 한계를 극복하고 더 큰 결정립 크기를 얻기 위해, 증착 속도를 낮추거나 기판 온도를 높이는 방식이 일반적으로 사용된다. 하지만, 용액 공정에서 첨가제를 사용하는 방법에 영감을 받아, 본 연구에서는 페로브스카이트 전구체의 직접 반응을 지연시키기 위해 DPSO를 도입했다. 이 전략은 핵생성 과정을 조절함으로써 결정립 성장을 촉진하고 필름 품질을 향상시키며, 궁극적으로 소자의 효율을 개선한다. 연구 결과는 진공 공정을 통해 제작된 페로브스카이트에서 전구체 간 상호작용을 효과적으로 제어하여 필름 품질과 태양전지 성능을 동시에 개선할 수 있음을 보여준다.