توضيح أثر شحنة الاتصال الانتقائي في هاليد بيروفسكيت من خلال مطيافية المعاوقة
Title Elucidating the Impact of Charge Selective Contact in Halide Perovskite through Impedance Spectroscopy
الباحث الرئيس محمد توقير خان
الباحثون المشاركون
التخصص: الفيزياء
التخصص الدقيق: Solar Cells
المستخلص: يلعب الإلكترون وثقب الاتصال الانتقائي (SC) دورًا محوريًا في أداء خلايا البيروفسكايت الشمسية. ومن أجل فصل الظاهرة السطحية عن الحجم ، يتم توضيح تأثير الشحنة SC بواسطة التحليل الطيفي للممانعة. يتم التحقق من الدور المحدد الذي يلعبه TiO2 و Spiro-OMeTAD كإلكترون وثقب SC في خلايا البيروفسكايت الشمسية في حالة الدائرة القصيرة عند درجات حرارة مختلفة. ثالث أكسيد الرصاص ميثيل أمونيوم (MAPbI3) وبيروفسكايت مختلط من يوديد الرصاص فوراميدينيوم وبروميد ميثيل أمونيوم يسمى ؛ (FAPbI3) 0.85 (MAPbBr3) يتم فحصهم. بالإضافة إلى ذلك تم دراسة عدة معاملات مثل حركة حامل الشحنة، مقاومة إعادة التركيب، ثابت الوقت وحركية حامل الشحنة في طبقة البيروفسكايت وفي واجهة البيروفسكايت / SC. اتضح أن حركة حامل الشحنة في البيروفسكايت المختلط تكون أعلى بحوالي مرتين مقارنة بـ MAPbI3. علاوة على ذلك ، اتضح أن قابلية التنقل في الأجهزة التي تحتوي على إلكترون SC فقط تكون أعلى مقارنةً بثقب فقط SC. تتم دراسة تراكم الشحنة في واجهات TiO2 / perovskite / Spiro-OMeTAD عبر السعة المعتمدة على التردد ، مما يكشف عن تراكم أعلى للشحنة في perovskite / Spiro-OMeTAD مقارنةً بواجهة TiO2 / perovskite. يتم تحديد معدل انبعاث الإلكترونات من حالات المصيدة وطاقة تنشيط المصائد من خلال إجراء قياسات السعة التي تعتمد على تردد درجات الحرارة المتغيرة وتوزيع كثافة الحالة داخل فجوة النطاق للبيروفسكايت.
Abstract: The electron and hole selective contact (SC) plays a pivotal role in the
performance of perovskite solar cells. In order to separate the interfacial
phenomenon from bulk, the influence of charge SC is elucidated, by means
of impedance spectroscopy. The specific role played by TiO2 and Spiro-
OMeTAD as electron and hole SC in perovskite solar cells is investigated at
short circuit condition at different temperatures. The methylammonium lead
triiodide (MAPbI3) and mixed perovskite of formamidinium lead iodide and
methylammonium lead bromide namely; (FAPbI3)0.85(MAPbBr3)0.15 are probed
and parameters such as charge carrier mobility, recombination resistance,
time constant, and charge carrier kinetics in perovskite layer and at the
interface of perovskite/SC are elucidated. Charge carrier mobility in mixed
perovskite is found to be nearly two order of magnitude higher as compared
to MAPbI3. Moreover, the carrier mobility in devices with only electron SC
is found to be higher as compared only hole SC. The charge accumulation
at TiO2/perovskite/Spiro-OMeTAD interfaces is studied via frequency
dependent capacitance, revealing higher charge accumulation at perovskite/
Spiro-OMeTAD than at TiO2/perovskite interface. By performing varying
temperature frequency dependent capacitance measurements the distribution
of density of state within the bandgap of the perovskites, the emission rate of
electrons from the trap states and traps activation energy is determined