Änderungen von Bulk- zu Oberflächenrekombinationsmechanismen zwischen unbenutzten und zyklisierten Perowskit-Solarzellen

Mehrere Aspekte der photophysikalischen Charakterisierung von Blei-Halogenid-hybrid-organischen-inorganischen Perowskit-Solarzellen sind ungelöst. Es wurde beobachtet, dass der ionische Transport und die Polarisation der Grenzflächen sehr langsame Änderungen verursachen, die sich mit transiente Messungen interferieren und deren Effekte sich nicht von Rekombinationskinetiken trennen lassen. Hier etablieren wir ein Protokoll zur initialen Messung der Solarzelle, das Informationen über die Rekombinationseigenschaften vor dem Anwenden von Spannungszyklen bereitstellt. Das photovoltaische Gerät wird durch mehrere Methoden gemessen (Photospannung gegen Lichtintensität, Zerfall der Leerlaufspannung und Impedanzspektroskopie), während die Exposition gegenüber externen Spannungsreizen minimiert wird, um die ionische Migration zu den Kontakten zu vermeiden. Die Ergebnisse werden unabhängig durch die Analyse von Proben mit interdigitalen Elektroden bestätigt. Wir zeigen, dass die hocheffizienten Perowskit-Solarzellen sich sehr ähnlich zu einem Bulk-Rekombinationsideal-Modell verhalten. Wenn jedoch die Spannung gescannt wird, um die Stromdichte-Spannungs-Kurven und die Impedanzspektroskopie bei fester Beleuchtungsintensität zu bestimmen, durchläuft die Zelle signifikante Änderungen, die wir einer Dominanz der Rekombination an Kontakten zuschreiben, die durch ionische Polarisation modifiziert wurden. Unsere Methode bietet einen effektiven Ansatz zur quantitativen Bestimmung der relativ signifikanten Änderungen, die während standardmäßiger Messungen, wie Strom-Spannungs-Kurven, an Perowskit-Solarzellen auftreten.