Contrôle et étude de la stœchiométrie dans les cellules solaires en pérovskite évaporée

Nous présentons ici le contrôle stœchiométrique précis des films minces de pérovskite iodure de plomb méthylammonium utilisant un dépôt en phase vapeur à source double sous haute pression. Nous avons constaté que les spectres d'absorption et d'émission UV/Vis n'étaient pas adéquats pour évaluer précisément la composition de la pérovskite. En revanche, la spectrométrie de masse à plasma couplé par induction (ICP-MS) est utilisée pour fournir des mesures quantitatives précises et reproductibles du rapport I/Pb sans erreurs systématiques qui résultent souvent de l'épaisseur et des morphologies variables des dispositifs. Cette méthode de dépôt contrôlé permet une meilleure compréhension des processus d'évaporation et de dépôt ; l'évaporation de l'iodure de méthylammonium semble omnidirectionnelle, contrôlée par la pression de la chambre et incorporée dans le film par interaction avec le PbI2 évaporé de manière unidirectionnelle. De plus, ces films minces ont été incorporés dans des architectures de dispositifs de cellules solaires avec la meilleure performance photovoltaïque et reproductibilité obtenues pour les dispositifs fabriqués avec des couches actives stœchiométriques de pérovskite. Enfin, et particulièrement pertinent pour le domaine des photovoltaïques à pérovskite, nous avons constaté que l'hystérésis I-V n'était pas affectée par la variation de la stœchiométrie du film.