Distinguishing Electron Diffusion and Extraction in Methylammonium Lead Iodide.
Distinguishing Electron Diffusion and Extraction in Methylammonium Lead Iodide.
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DOI：
10.1021/acs.jpclett.3c00082
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发表时间：
2023-03-30
影响因子：
5.7
通讯作者：
Samuel, I. D. W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brown, P. E.;Ruseckas, A.;Jagadamma, L. K.;Blaszczyk, O.;Harwell, J. R.;Mica, N.;Zysman-Colman, E.;Samuel, I. D. W.
电荷扩散和提取是太阳能电池工作中的关键步骤。在这里，我们表明，时间分辨的光致发光可以用来研究电子扩散的混合钙钛矿薄膜和随后转移到相邻的电子提取层。由于扩散和转移到提取层是连续的过程，它们可能很难区分，但通过从样品的每一侧激发，我们可以将它们分开，并确定哪个过程限制了电荷提取。我们发现，引入富勒烯单层之间的甲基铵碘化铅（MAPbI 3）和电子传输SnO 2层大大增加了它们之间的电子转移速度的程度，电子扩散限制了电子提取率。我们的研究结果表明，增加MAPbI 3中的电子扩散系数将进一步提高电子提取速率，这可能导致更高效的n-i-p型太阳能电池。
Charge diffusion and extraction are crucial steps in the operation of solar cells. Here we show that time-resolved photoluminescence can be used to study electron diffusion in hybrid perovskite films and subsequent transfer to the adjacent electron extraction layer. As diffusion and transfer to the extraction layer are consecutive processes, they can be hard to distinguish, but by exciting from each side of the sample we can separate them and identify which process limits charge extraction. We find that the introduction of a fullerene monolayer between the methylammonium lead iodide (MAPbI3) and the electron-transporting SnO2 layers greatly increases the electron transfer velocity between them to the extent that electron diffusion limits the rate of electron extraction. Our results suggest that increasing the electron diffusion coefficient in MAPbI3 would further enhance the electron extraction rate, which could result in more efficient n–i–p type solar cells.
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