三阳离子钙钛矿结构中的纳米尺度电荷积累及其对载流子动力学的影响
应用物理
2020-06-12 v1 材料科学
摘要
扫描探针显微镜的纳米尺度研究为有机-无机卤化物钙钛矿（OIHP）作为光电器件的快速发展作出了重大贡献。器件级性能的进一步提升需要更深入理解限制性能的机制，例如离子迁移、相分离及其在纳米和宏观尺度上对电荷抽取的影响。在此，我们采用常规和微秒时间分辨开尔文探针力显微镜（KPFM）研究了Cs0.05(FA0.83-MA0.17)0.95PbI3-xBrx钙钛矿结构的动态电学响应。我们的结果表明光照下存在强烈的负电荷载流子俘获，以及晶界处电荷极慢（>1秒）的弛豫。由时间分辨KPFM探测到的微秒尺度快速电子复合与输运动力学显示电荷载流子向晶界扩散，并表明由于本征空间异质性导致局域复合率更高。所揭示的纳米尺度静电效应被总结为混合卤化物CsFAMA的一个集体模型。多层太阳能电池结构上的结果直接建立了纳米尺度离子输运、电子积累、复合特性与最终器件性能之间的关系。我们的发现拓展了对稳定多阳离子OIHP结构中复杂电荷载流子动力学的当前理解。
引用
@article{arxiv.2006.06229,
title = {Nanoscale charge accumulation and its effect on carrier dynamics in tri-cation perovskite structures},
author = {David Toth and Bekele Hailegnaw and Filipe Richheimer and Sebastian Wood and Fernando A. Castro and Ferry Kienberger and Markus C. Scharber and Georg Gramse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.06229},
year = {2020}
}