Reevaluación de la validez de las mediciones de corriente con carga limitada en dispositivos de perovskita con capas...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física del estado sólido
• Física de los dispositivos

Sus antecedentes:

• El análisis de corriente limitada por carga espacial (SCLC) es un método común para determinar las densidades de trampa y la movilidad del portador en materiales de perovskita.
• La aplicabilidad de SCLC en dispositivos de perovskita multicapa con capas de transporte de carga (CTL) y el papel del transporte iónico-electrónico acoplado no se entienden bien.

Objetivo del estudio:

• Reevaluar críticamente la validez de las mediciones de SCLC en dispositivos de perovskita multicapa.
• Desarrollar un modelo basado en la física que tenga en cuenta la dinámica de las trampas iónicas en las perovskitas halogenadas.

Principales métodos:

• Desarrollo de un modelo de deriva-difusión que incorpore la dinámica de la trampa iónica y los niveles de transición de carga.
• Mediciones experimentales del CPCL mediante un prebias y una técnica de escaneo avanzado rápido.
• Comparación de las simulaciones teóricas con datos experimentales.

Principales resultados:

• La respuesta de SCLC en los dispositivos de perovskita de varias capas está influenciada principalmente por las CTL (por ejemplo, Spiro-OMeTAD), no por las trampas dentro de la capa de perovskita.
• La densidad mínima resoluble de la trampa está limitada por el CTL a bajas densidades de iones de perovskita.
• En altas densidades de iones, los efectos de carga espacial están dominados por el cribado del campo eléctrico de los intersticiales de yoduro.
• Los valores de movilidad extraídos a altas tensiones corresponden a la movilidad CTL, no a la movilidad de la perovskita.

Conclusiones:

• El análisis SCLC convencional tiene limitaciones fundamentales para caracterizar los dispositivos de perovskita multicapa.
• Se requieren marcos teóricos revisados para la caracterización precisa de los dispositivos basados en perovskita, teniendo en cuenta el transporte iónico y electrónico.