Multi-cation perovskites prevent carrier reflection from grain surfaces

甲脒 热扩散率 结晶 材料科学 微晶 化学物理 晶界 扩散 钙钛矿(结构) 矿物学 化学工程 结晶学 化学 热力学 微观结构 物理 复合材料 工程类 冶金
作者
Makhsud I. Saidaminov,Kristopher Williams,Mingyang Wei,Andrew Johnston,Rafael Quintero‐Bermudez,Maral Vafaie,João M. Pina,Andrew H. Proppe,Yi Hou,Grant Walters,Shana O. Kelley,William A. Tisdale,Edward H. Sargent
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:19 (4): 412-418 被引量:97
标识
DOI:10.1038/s41563-019-0602-2
摘要

The composition of perovskite has been optimized combinatorially such that it often contains six components (AxByC1−x−yPbXzY3−z) in state-of-art perovskite solar cells. Questions remain regarding the precise role of each component, and the lack of a mechanistic explanation limits the practical exploration of the large and growing chemical space. Here, aided by transient photoluminescence microscopy, we find that, in perovskite single crystals, carrier diffusivity is in fact independent of composition. In polycrystalline thin films, the different compositions play a crucial role in carrier diffusion. We report that methylammonium (MA)-based films show a high carrier diffusivity of 0.047 cm2 s−1, while MA-free mixed caesium-formamidinium (CsFA) films exhibit an order of magnitude lower diffusivity. Elemental composition studies show that CsFA grains display a graded composition. This curtails electron diffusion in these films, as seen in both vertical carrier transport and surface potential studies. Incorporation of MA leads to a uniform grain core-to-edge composition, giving rise to a diffusivity of 0.034 cm2 s−1 in CsMAFA films. A model that invokes competing crystallization processes allows us to account for this finding, and suggests further strategies to achieve homogeneous crystallization for the benefit of perovskite optoelectronics. Methylammonium is shown to influence the crystallization process in hybrid lead halide perovskites, leading to a more homogeneous chemical distribution of caesium and formamidinium and improved charge transport between grains in multi-cation systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
王储完成签到,获得积分10
刚刚
RuiBigHead发布了新的文献求助10
刚刚
2秒前
务实大神完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
Qinjichao完成签到,获得积分10
4秒前
王储发布了新的文献求助30
4秒前
SOLOMON应助啊哈哈采纳,获得10
5秒前
筱莜完成签到 ,获得积分10
5秒前
雨下一整晚完成签到 ,获得积分10
7秒前
123发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
10秒前
隐形鸣凤发布了新的文献求助10
10秒前
little关注了科研通微信公众号
11秒前
公积金规股份化完成签到 ,获得积分10
13秒前
雨下一整晚关注了科研通微信公众号
13秒前
啊哈哈完成签到,获得积分10
14秒前
从容芮给张张的求助进行了留言
14秒前
15秒前
16秒前
16秒前
基莲发布了新的文献求助10
20秒前
aaaaa发布了新的文献求助10
20秒前
风信子完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
畅快代柔完成签到 ,获得积分10
24秒前
Ava应助遇见馅儿饼采纳,获得10
24秒前
Ava应助隐形鸣凤采纳,获得10
25秒前
Arrow完成签到,获得积分10
25秒前
李健应助彳亍1117采纳,获得10
26秒前
香菜姐完成签到,获得积分10
26秒前
harrylee应助yzxbk采纳,获得10
27秒前
little发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
柯飞扬完成签到,获得积分10
32秒前
CodeCraft应助九耳久知采纳,获得10
32秒前
chendm完成签到,获得积分10
34秒前
研友_Z3342Z发布了新的文献求助10
34秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2477223
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2141079
关于积分的说明 5457430
捐赠科研通 1864282
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926795
版权声明 562872
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495900