MAPbI3太阳能电池中的温度依赖性滞回现象
材料科学
2018-05-02 v1
摘要
杂化有机-无机钙钛矿基太阳能电池的电流-电压特性中的滞回现象是我们尚未很好理解的基本方面之一。针对该滞回现象，一个被提出的可能原因是，在施加电压和光照偏置下，由于钙钛矿内部的离子迁移导致钙钛矿层极化。为了系统地研究这一问题，我们在不同温度和扫描速率下研究了常规（光通过电子传导接触层入射）和所谓的倒置（光通过空穴传导接触层入射）钙钛矿太阳能电池的电流-电压特性。我们通过假设扫描速率和温度对滞回的影响与器件内的离子迁移密切相关来解释我们的结果，其速率决定步骤是钙钛矿层与接触材料界面处/跨界面的离子迁移。通过将扫描速率与测量温度相关联，我们表明倒置和常规电池工作在不同的滞回机制下，其活化能分别为0.28+-0.04 eV和0.59+-0.09 eV。我们认为，两种架构之间观察到的差异是由于界面附近离子迁移速率不同所致，并得出结论：倒置电池中迁移离子的扩散系数比常规电池高3个数量级，导致界面附近离子的积累速率不同。对VOC随温度变化的分析表明，主要复合机制是空间电荷区中的陷阱辅助复合（Shockley-Read Hall, SRH），这与其他薄膜无机太阳能电池的情况类似。
引用
@article{arxiv.1604.03907,
title = {Temperature-dependent Hysteresis in MAPbI3 Solar Cells},
author = {Igal Levine and Pabitra K. Nayak and Jacob Tse-Wei Wang and Nobuya Sakai and Stephan Van Reenen and Thomas M. Brenner and Sabyasachi Mukhopadhyay and Henry J. Snaith and Gary Hodes and David Cahen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.03907},
year = {2018}
}
备注
47 pages including supplementary information