A clearer view of traps: full-dimensional imaging boosts solar efficiency
FAYETTEVILLE, GA, UNITED STATES, August 15, 2025 /EINPresswire.com/ -- A team of researchers has unveiled a powerful imaging technique that captures a full-dimensional portrait of elusive trap states—defects that hinder the performance of perovskite solar cells. By combining scanning photocurrent measurement system (SPMS) with complementary tools like thermal admittance spectroscopy (TAS) and drive-level capacitance profiling (DLCP), the team produced detailed spatial and energy maps of these hidden imperfections. Leveraging these insights, they introduced a passivation strategy using sulfa guanidine molecules that dramatically improved device performance. The result: a record-breaking solar cell achieving 25.74% efficiency. This breakthrough not only unlocks a deeper understanding of device physics but also provides a practical pathway to next-generation solar technologies.
Perovskite solar cells (PSCs) have emerged as game-changers in the photovoltaic arena due to their high efficiency and cost-effective fabrication. However, their path to commercialization remains obstructed by the presence of trap states—microscopic defects that disrupt carrier transporting and limit stability. Existing diagnostic tools often fall short, focusing on isolated dimensions or only thin-film samples. A critical gap exists in mapping horizontal defect distributions across complete devices, especially in correlating trap positions with performance. Due to these challenges, a holistic characterization framework that integrates spatial and energy information is urgently needed to guide material engineering and device design.
In a recent study (DOI: 10.1016/j.esci.2024.100326) published March 2025, in eScience, scientists from Soochow University introduced a cutting-edge diagnostic method that brings hidden defect landscapes to light in working solar devices. By merging scanning photocurrent measurement system (SPMS) with thermal admittance spectroscopy (TAS) and drive-level capacitance profiling (DLCP), the team constructed panoramic maps revealing where and how trap states exist within perovskite solar cells. These insights were pivotal in designing a defect passivation strategy that boosted solar efficiency to an impressive 25.74%. This research introduces a previously unreported characterization technique, providing a novel blueprint for understanding and optimizing perovskite performance from a fundamentally new perspective.
At the core of the study lies the use of SPMS, which enables non-invasive imaging of photocurrent behavior across a device’s surface. When combined with TAS and DLCP, this approach yields a three-dimensional view of trap states—capturing both their spatial locations and energy-level profiles. To validate this method, the team tested three cases of defect passivation: surface treatment with butylammonium iodide (BAI), buried interface treatment with aminoacetamide hydrochloride (AHC), and internal bulk passivation using sulfa guanidine (SG).While BAI and AHC showed partial improvements, only SG passivation dramatically reduced trap densities throughout the device. The SG-treated cells exhibited longer carrier lifetimes, improved crystallinity, and significantly suppressed non-radiative recombination. As a result, the device’s power conversion efficiency rose to 25.74%, with a fill factor of 82.66% and excellent stability—retaining over 92% efficiency after 950 hours of continuous illumination. These findings confirm that targeting defects at the molecular level, guided by precise imaging, is key to unlocking the full potential of perovskite photovoltaics.
“Our goal was to see the invisible—and act on it,” said Prof. Zhao-Kui Wang, corresponding author of the study. “By capturing where trap states form and how they behave, we’ve created a new lens for understanding and fixing performance bottlenecks in perovskite devices. This isn’t just about imaging—it’s about engineering smarter, longer-lasting solar technologies. With this insight, we can now passivate more effectively and design better from the ground up.”
This diagnostic breakthrough opens the door to smarter, defect-aware manufacturing for perovskite solar cells. Beyond immediate efficiency gains, the ability to map and suppress trap states with such precision paves the way for mass production of stable, high-performance devices. The method could be readily extended to other semiconducting materials, offering a universal toolkit for defect management. As clean energy demands surge globally, this work equips scientists and engineers with a clearer roadmap for delivering reliable and affordable solar technologies—bringing us one step closer to scalable, sustainable energy solutions.
References
DOI
10.1016/j.esci.2024.100326
Original Source URL
https://doi.org/10.1016/j.esci.2024.100326
Funding Information
The authors acknowledge financial support from the National Natural Science Foundation of China (Nos. 62075148, 52073197, 52273189), the Natural Science Foundation of Jiangsu Province (Nos. BE2022026-2, BK20201413, BK20211314), and Suzhou science and technology plan project (Nos. N321461821, ST202212). This work is supported by Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science & Technology, the 111 Project, Joint International Research Laboratory of Carbon-Based Functional Materials and Devices.
Lucy Wang
BioDesign Research
email us here
Legal Disclaimer:
EIN Presswire provides this news content "as is" without warranty of any kind. We do not accept any responsibility or liability for the accuracy, content, images, videos, licenses, completeness, legality, or reliability of the information contained in this article. If you have any complaints or copyright issues related to this article, kindly contact the author above.

Hundreds of Rural Letter Carriers to Rally in Orlando to Protect the Postal Service from Privatization
EcoBuilders Inc. Addresses Growing Need for Licensed and Insured Contractors in the Gulf South
Quick Settlement Offers: Understanding the Risks Before Accepting
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Konsument

Polacy nie korzystają z hossy trwającej na warszawskiej giełdzie. Na wzrostach zarabiają głównie inwestorzy zagraniczni
Od października 2022 roku na rynkach akcji trwa hossa, nie omija ona także warszawskiej giełdy. Mimo to inwestorzy indywidualni odpowiadają zaledwie za kilkanaście procent inwestycji, a o wzrostach decyduje i na nich zarabia głównie kapitał z zagranicy. Widać to również po napływach i odpływach do i z funduszy inwestycyjnych. Zdaniem Tomasza Koraba, prezesa EQUES Investment TFI, do przekonania Polaków do inwestowania na rodzimej giełdzie potrzeba zysków z akcji, informacji o tych zyskach docierającej do konsumentów oraz czasu.
Polityka
Obowiązek zapełniania magazynów gazu w UE przed sezonem zimowym ma zapewnić bezpieczeństwo dostaw. Wpłynie też na stabilizację cen

Unia Europejska przedłuży przepisy z 2022 roku dotyczące magazynowania gazu. Będą one obowiązywać do końca 2027 roku. Zobowiązują one państwa członkowskie do osiągnięcia określonego poziomu zapełnienia magazynów gazu przed sezonem zimowym. Magazyny gazu pokrywają 30 proc. zapotrzebowania Unii Europejskiej na niego w miesiącach zimowych. Nowe unijne przepisy mają zapewnić stabilne i przystępne cenowo dostawy.
Infrastruktura
Gminy zwlekają z uchwaleniem planów ogólnych zagospodarowania przestrzennego. Może to spowodować przesunięcie terminu ich wejścia w życie

Reforma systemu planowania i zagospodarowania przestrzennego rozpoczęła się we wrześniu 2023 roku wraz z wejściem w życie większości przepisów nowelizacji ustawy z 27 marca 2003 roku. Uwzględniono w niej plany ogólne gminy (POG) – nowe dokumenty planistyczne, za których przygotowanie mają odpowiadać samorządy. Rada Ministrów w kwietniu br. uchwaliła jednak ustawę o zmianie ustawy z 7 lipca 2023 roku, a jej celem jest zmiana terminu obowiązywania studiów uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego gmin na 30 czerwca 2026 roku. Wskazana data może nie być ostateczna z uwagi na to, że żadna z gmin nie uchwaliła jeszcze POG.
Partner serwisu
Szkolenia

Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.