Interplay between Exciton and Free Carriers in Organolead Perovskite Films.
Interplay between Exciton and Free Carriers in Organolead Perovskite Films.
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有机铅钙钛矿薄膜中激子和自由载流子之间的相互作用
DOI：
10.1038/s41598-017-15097-y
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发表时间：
2017-11-07
影响因子：
4.6
通讯作者：
Gong Q
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang W;Li Y;Wang X;Liu Y;Lv Y;Wang S;Wang K;Shi Y;Xiao L;Chen Z;Gong Q
对于高兴趣的有机铅钙钛矿基太阳能电池，激子和自由载流子是工作层中的光产物。在本研究中，我们揭示了它们在不同热处理条件下的两种形式的关系。在非退火薄膜和单晶中，它们处于依赖于密度的动态平衡（共存）。对于充分热退火的薄膜，它们呈现出显著的发射激子-载流子碰撞（ECC）。这两种关系表明，在热退火过程中，晶粒的四方相中出现了亚晶形态。这种亚晶结构可以归因于最近在薄膜晶粒内部发现的铁弹性孪晶结构。由于热退火是制备钙钛矿工作层的一般方法，因此我们认为ECC和亚晶形貌在实际器件中广泛存在。我们认为亚晶粒结构为深入理解有机铅钙钛矿工作层的高性能提供了另一个层面的形态学基础。
For highly interested organolead perovskite based solar cells, the exciton and free carriers are the photoproducts in the working layers. In this study, we revealed their two forms of relations depending on heat-annealing condition. In non-annealed films and single crystal, they are in density-dependent dynamical balance (co-existing). For the sufficiently heat-annealed films, they present a significant emissive exciton-carrier collision (ECC). The two relations indicate the emergence of a subgrain morphology within the tetragonal phase of crystal grain, induced by heat annealing process. Such subgrain structure could be assigned to a ferroelastic twinning structure recently found inside the crystal grain of the films. Since the heat annealing is a general procedure in preparing perovskite working layers, we propose that the ECC and subgrain morphology widely exist in real devices. We suggest that the subgrain structure provides another level of morphological basis for in depth understanding high performance of organolead perovskite working layers.
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