طرق كهربائية لتوضيح انتقال الشحنة في الأغشية الرقيقة للبيروفسكيتات الهجينه والأجهزة
Title Electrical methods to elucidate charge transport in hybrid perovskites thin films and devices
الباحث الرئيس عبدالله رجاءالله دليم المحمدي
الباحثون المشاركون
التخصص: الفيزياء
التخصص الدقيق: فيزياء تطبيقية
المستخلص: يسمح امتصاص الضوء أحادي الموجه والخصائص الجيدة لحامل الشحنة في بيروفسكيتات هاليد الرصاص العضوية بتحقيق كفاءة تحويل طاقة غير مسبوقة تزيد عن 25 ٪ لتصنيع الخلايا الكهروضوئية الرقيقة. لفهم الظواهر الكامنة ، تم استخدام مجموعة شاملة متنوعة من التقنيات البصرية والكهربائية لبحث ديناميكية حامل الشحنة في هذه الأجهزة. ومن هذا المنطلق ، نحن نهدف إلى تلخيص خصائص النقل الكهربائي للأغشية الرقيقة من البيروفسكايت باستخدام عدة طرق: (i) مطيافية الممانعة (IS) و (ii) الشحنة الفراغية ذات التيار المحدود (SCLC) و (iii) ترانزستورات تأثير المجال (FETs) و ( 4) زمن الرحلة (TOF). لقد تمت دراسة مختلف الدوائر المكافئة المستخدمة لنمذجة خلايا البيروفسكايت الشمسية بإستخدام IS. توفر تقنية SCLC معاملات كهربائية مهمه مثل التنقل ، وطاقة التنشيط ، وكثافة المصائد وتوزيعها ، وتركيز الحاملات ، وكثافة الحالات ، وما إلى ذلك. تقيس تقنية TOF التنقل كمعاملة أساسية بينما يوفر تكوين FETs نظرة قيمة على مستوى ناقل الشحنة في أغشية البيروفسكايت الرقيقة. نعتقد أن هذا الفهم البارز سيوفر نظرة قيمه حول ديناميكيات حاملة الشحنة في مواد البيروفسكايت والأجهزة.
Abstract: The panchromatic light absorption and excellent charge carrier transport properties in organo lead halide perovskites allowed to achieve an unprecedented power conversion efficiency in excess of 25% for thin film photovoltaics fabrication. To understand the underlying phenomena, various comprehensive set of optical and electrical techniques have been employed to investigate the charge carrier dynamics in such devices. In this perspective, we aim to summarize the electrical transport properties of perovskite thin films by using (i) impedance spectroscopy (IS), (ii) space charge limited current (SCLC), (iii) field-effect transistors (FETs) and (iv) time-of-flight (TOF) methods. We have deliberated various equivalent circuit used to model the perovskite solar cells by means of IS. The SCLC technique provide vital electrical parameters such as mobility, activation energy, traps density and distribution, carrier concentration, density of states, etc. The TOF technique measures mobility as a primary parameter while the FETs configuration provide a valuable insight into the in-plane charge transport in perovskites thin films. We believe that these notable understanding will provide insights into charge carrier dynamics in perovskite materials and devices.