金属ハリドペロブスキート太陽電池におけるトラップ状態の空間的およびエネルギー分布の解明

科学分野:

• 材料科学
• 固体物理学
• 再生可能エネルギー

背景:

• メタルハライドペロブスキットは 望ましい光伏材料です
• 太陽電池の性能を向上させるには 充電キャリアのダイナミクスを理解することが重要です
• トラップ状態は,電荷再結合とデバイスの効率に大きく影響します.

研究 の 目的:

• 単結晶と多結晶のペロブスキート太陽電池の空間的およびエネルギー的なトラップ状態をプロファイルします.
• トラップ状態の起源と分布を特定する.
• 太陽電池の効率に対するトラップ状態による制限を理解する.

主な方法:

• トラップ状態の空間的およびエネルギー的分布のプロファイリング.
• 単結晶ペロブスキートサンプルにおけるトラップ密度の分析.
• ポリ結晶ペロブスキート薄膜とそれらのインターフェースのトラップ密度の特徴.

主要な成果:

• シングル・クリスタル・トラップの密度は,主にクリスタル表面で,少なくとも2 × 10 ^ 11cm ^ 3の5つの大きさによって変化します.
• ポリクリスタルフィルムのインターフェースは,内部よりも1〜2度高いトラップ密度を持っていた.
• フィルムの内部は高品質の単一結晶よりも2〜3度悪かった.パッシベーションにより,ナノ結晶とリンクされた穴の輸送層のインターフェース近くの罠が明らかになった.

結論:

• トラップ状態の分布は結晶構造と形態学に大きく依存する.
• ポリ結晶ペロブスキート膜のインターフェースは,電荷キャリアの損失の主要な源です.
• ナノ結晶のインターフェースは高効率のペロブスキート太陽電池にとって大きな課題です