钙钛矿薄膜中光增强离子迁移的定量化描述

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• 论文作者：赵清 ; 赵怡程 ; 周文可
• 年：2017
• 作者机构：北京大学物理学院;
• 论文关键词：离子迁移 ; 钙钛矿 ; 离子导体 ; 稳定性
• 会议召开时间：2017-05-27
• 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
• 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
• 语种：中文
• 分类号：TM914.4
• 学会代码：ZKYQ
• 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
• 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
• 页数：1
• 文件大小：740k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

由于有机无机钙钛矿材料属于典型的离子导体,离子和电子共同参与导电。离子输运过程在有机无机钙钛矿太阳能电池中非常重要,因为它主导着许多奇异的行为,比如,I-V测量中出现的回滞等。在光照下离子的迁移行为更为重要,因为它主宰着许多钙钛矿薄膜与电池不同寻常的光诱导行为,比如,光照下的自极化效应,卤化物分解,非常慢的光电响应过程等。目前困扰钙钛矿电池的最大障碍在于其稳定性问题,而我们前期的研究发现,此类电池在光照下稳定性变得更差。因此研究光照下钙钛矿材料中的离子迁移行为对于深入理解光照下稳定性变差的根本机理至关重要。我们通过温度,光强,电场三场共同调制的集成测试系统,对CH_3NH_3PbI_3薄膜形成的横向结构进行了变温(17-295 K)和不同光强(0-20 mW/cm~2)下的恒电流测试。通过系统和定量分析,我们得到了CH_3NH_3PbI_3在不同光强下的离子迁移的活化能数据,结果表明,随着光强的增强(从0增大到20 mW/cm~2),活化能降低了五倍(0.82 to 0.15 eV)。这强有力的证明了离子迁移在光照下得到了显著增强,也很好的揭示了钙钛矿电池在光照下稳定性变差的根本原因。

引文

[1]Y.C.Zhao,W.K.Zhou,X.Zhou,K.H.Liu,D.P.Yu,Q.Zhao.Light:Science&Applications;doi:10.1038/lsa.2016.24.