Abstrak
Perovskit berbasis FA iodida murni merupakan salah satu bahan penyerap cahaya yang paling menjanjikan untuk fotovoltaik (PV). Akan tetapi, cacat permukaan dengan kepadatan tinggi dan komponen organik yang tidak stabil dalam perovskit berbasis FA tidak hanya mengurangi efisiensi tetapi juga membahayakan stabilitas operasional. Di sini, strategi desain molekuler rasional dilaporkan untuk mengoptimalkan struktur elektronik dan hambatan sterik molekul pasif berbasis pirazina, yang memungkinkan PV perovskit berbasis FA yang stabil. Baik hasil teoritis maupun eksperimental mengungkapkan bahwa pirazina dapat secara efektif memasivasi cacat muatan positif, meskipun kemanjurannya dibatasi oleh kepadatan awan elektron yang rendah dan hambatan sterik yang tidak mencukupi. Pengenalan gugus metil dalam cincin pirazina secara efektif dapat menyempurnakan struktur elektronik dan sifat spasial molekul pasif. Substitusi penuh atom hidrogen pada pirazina dengan gugus trimetil mencapai keseimbangan optimal antara modulasi elektronik dan efek sterik. Molekul pasif berbasis pirazina yang dioptimalkan menunjukkan efek pasifasi cacat yang ditingkatkan secara signifikan dengan meningkatkan afinitas pengikatan antara cincin pirazina dan perovskit, sekaligus menstabilkan kation FA + melalui penguatan ikatan hidrogen. Terakhir, perangkat berbasis FA yang dioptimalkan menunjukkan efisiensi sebesar 25,93%, dan perangkat yang tidak dienkapsulasi mempertahankan 94% dari efisiensi awalnya setelah 1000 jam uji titik daya maksimum dalam atmosfer nitrogen pada suhu 25 °C.