通过测量瞬态理想因子识别钙钛矿太阳能电池中的主导复合机制
材料科学
2019-04-10 v1 应用物理
摘要
通过测量开路电压(VOC)随光强的变化而确定的理想因子,常被用作识别太阳能电池中主导复合机制的手段。然而,将这种Suns-VOC技术应用于钙钛矿电池存在问题,因为VOC随时间的演化方式依赖于先前施加的偏压(Vpre)、光强以及器件结构/工艺。本文中,我们表明,两种结构相似、分别含有介孔Al2O3或TiO2层的CH3NH3PbI3器件中的主导复合机制,可通过在暗态下对器件施加正向偏压Vpre后瞬态理想因子的特征来识别。瞬态理想因子通过在不同光强下监测VOC的时间演化来测量。瞬态理想因子的初始值与相应的光致发光-强度以及电致发光-电流密度测量结果一致。对包含可移动离子电荷效应的建模器件进行该测量的时间依赖模拟表明,两个器件中通过电荷收集界面处深陷阱的Shockley Read Hall(SRH)复合均占主导。利用叠加在双面器件演化VOC上的瞬态光电压测量,我们进一步表明电荷收集界面延伸至整个介孔TiO2层,这与对应于薄膜体相中SRH复合的瞬态理想因子特征一致。这一信息无法仅由稳态VOC值确定的理想因子推断得出。我们开发的方法,通过与我们针对一系列可能复合方案预测的瞬态理想因子特征进行比较,将有助于识别新型钙钛矿器件的性能瓶颈。
引用
@article{arxiv.1804.09049,
title = {Identifying dominant recombination mechanisms in perovskite solar cells by measuring the transient ideality factor},
author = {Phil Calado and Dan Burkitt and Jizhong Yao and Joel Troughton and Trystan M. Watson and Matt J. Carnie and Andrew M. Telford and Brian C. O'Regan and Jenny Nelson and Piers R. F. Barnes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.09049},
year = {2019}
}
备注
Main manuscript and supporting information