钙钛矿发光太阳能电池界面处的偶极阳离子积累
应用物理
2019-10-29 v1
摘要
有机卤化物钙钛矿中的离子迁移在基于钙钛矿的太阳能电池和发光二极管的工作中起着重要作用。尽管离子迁移是一个可逆过程，但它常常导致基于钙钛矿的器件性能恶化、电流-电压特性迟滞，以及混合卤化物钙钛矿中的相分离成为最有害的效应。原因在于动态的能带结构变化，对其可控的调控将解决发光太阳能电池发展中的一个最大挑战。在此，我们展示了在混合卤化物钙钛矿器件中由于阳离子和阴离子迁移引起的可控能带弯曲。能带结构重排在基于具有有机阳离子甲基铵（MA+）和甲脒（FA+）的钙钛矿的发光太阳能电池中得到证明，它们分别具有2.29和0.21 Debye的非零偶极矩，并且具有用于电荷注入的0.8 eV高势垒的PEDOT:PSS和C60传输层。在施加外电压下，MA+和FA+阳离子向电子传输层移动，并在钙钛矿/电子传输界面处形成偶极层，这将电致发光的阈值电压降低至MAPbBr2I的1.7 V和FAPbBr2I的2.6 V，而单卤化物钙钛矿MAPbBr3不表现出这种行为。这种原位改变器件能带结构的能力为开发基于简单设计的双功能器件铺平了道路。它还使得混合卤化物钙钛矿比单卤化物在开发不同光电器件时更加灵活，而无需使用特殊类型的功函数修饰传输材料。
引用
@article{arxiv.1910.12285,
title = {Dipolar cation accumulation at interfaces of perovskite light emitting solar cells},
author = {Dmitry Gets and Grigorii Verkhogliadov and Eduard Danilovskiy and Artem Baranov and Sergey Makarov and Anvar Zakhidov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.12285},
year = {2019}
}