The domination of ionic conductivity in tetragonal phase of the organometal halide perovskite CH3NH3PbI3-xClx - Publikacja - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

The domination of ionic conductivity in tetragonal phase of the organometal halide perovskite CH3NH3PbI3-xClx

Abstrakt

Organometal trihalide perovskites have recently gained extreme attention due to their high solar energy conversion in photovoltaic cells. Here, we investigate the contribution of iodide ions to a total conductivity of the mixed lead halide perovskite CH3NH3PbI3−xClx with a use of the modified DC Hebb–Wagner polarization method. It has been identified that an ionic conductivity dominates in tetragonal phase which is associated with room temperature. The obtained activation energy for this type of hopping mechanism is equal to (0.87 ± 0.02) eV, which is in a good agreement with previous literature reports. The high contribution of ionic conductivity at room temperature might be a reason of the observed hysteresis in halide perovskite solar cells.

Cytowania

  • 1 1

    CrossRef

  • 6

    Web of Science

  • 1 0

    Scopus

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
Opublikowano w:
SOLID STATE SCIENCES nr 82, strony 19 - 23,
ISSN: 1293-2558
Język:
angielski
Rok wydania:
2018
Opis bibliograficzny:
Głowienka D., Miruszewski T., Szmytkowski J.: The domination of ionic conductivity in tetragonal phase of the organometal halide perovskite CH3NH3PbI3-xClx// SOLID STATE SCIENCES. -Vol. 82, (2018), s.19-23
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.solidstatesciences.2018.05.009
Bibliografia: test
  1. M. Saliba, T. Matsui, K. Domanski, J.-Y. Seo, A. Ummadisingu, S. M. Zakeeruddin, J.-P. Correa-Baena, W. R. Tress, A. Abate, A. Hagfeldt, M. Grätzel, Incorporation of Rubidium Cations into Perovskite Solar Cells Improves Photovoltaic Performance, Science 354 (6309). otwiera się w nowej karcie
  2. X. Zhu, D. Yang, R. Yang, B. Yang, Z. Yang, X. Ren, J. Zhang, J. Niu, J. Feng, S. F. Liu, Superior Stability for Perovskite Solar Cells with 20% Efficiency Using Vacuum Co-evaporation, Nanoscale 9 (34) (2017) 12316- 12323. otwiera się w nowej karcie
  3. Y. M. Wang, S. Bai, L. Cheng, N. N. Wang, J. P. Wang, F. Gao, W. Huang, High-Efficiency Flexible Solar Cells Based on Organometal Halide Per- ovskites, Adv. Mater. 28 (22) (2016) 4532-4540. otwiera się w nowej karcie
  4. T. Leijtens, S. D. Stranks, G. E. Eperon, R. Lindblad, E. M. J. Johansson, I. J. McPherson, H. Rensmo, J. M. Ball, M. M. Lee, H. J. Snaith, Elec- tronic Properties of Meso-Superstructured and Planar Organometal Halide Perovskite Films: Charge Trapping, Photodoping, and Carrier Mobility, ACS Nano 8 (7) (2014) 7147-7155. otwiera się w nowej karcie
  5. A. Miyata, A. Mitioglu, P. Plochocka, O. Portugall, J. T.-W. Wang, S. D. Stranks, H. J. Snaith, R. J. Nicholas, Direct Measurement of the Exci- ton Binding Energy and Effective Masses for Charge Carriers in Organic- Inorganic Tri-halide Perovskites, Nat. Phys. 11 (7) (2015) 582-587. otwiera się w nowej karcie
  6. Q. Lin, A. Armin, R. C. R. Nagiri, P. L. Burn, P. Meredith, Electro-Optics of Perovskite Solar Cells, Nat. Photonics 9 (2) (2015) 106-112. otwiera się w nowej karcie
  7. S. D. Stranks, G. E. Eperon, G. Grancini, C. Menelaou, M. J. P. Alcocer, T. Leijtens, L. M. Herz, A. Petrozza, H. J. Snaith, Electron-Hole Diffusion Lengths Exceeding 1 Micrometer in an Organometal Trihalide Perovskite Absorber, Science 342 (6156) (2013) 341-344. otwiera się w nowej karcie
  8. X. Ren, Z. Wang, W. E. Sha, W. C. Choy, Exploring the Way To Approach the Efficiency Limit of Perovskite Solar Cells by Drift-Diffusion Model, ACS Photonics 4 (4) (2017) 934-942. otwiera się w nowej karcie
  9. W. E. I. Sha, X. Ren, L. Chen, W. C. H. Choy, The Efficiency Limit of CH 3 NH 3 PbI 3 Perovskite Solar Cells, Appl. Phys. Lett. 106 (22) (2015) 221104. otwiera się w nowej karcie
  10. H. J. Snaith, A. Abate, J. M. Ball, G. E. Eperon, T. Leijtens, N. K. Noel, S. D. Stranks, J. T. W. Wang, K. Wojciechowski, W. Zhang, Anomalous Hysteresis in Perovskite Solar Cells, J. Phys. Chem. Lett. 5 (9) (2014) 1511-1515. otwiera się w nowej karcie
  11. A. K. Jena, H.-W. Chen, A. Kogo, Y. Sanehira, M. Ikegami, T. Miyasaka, The Interface between FTO and the TiO 2 Compact Layer Can Be One of the Origins to Hysteresis in Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells, ACS Appl. Mater. Interfaces 7 (18) (2015) 9817-9823. otwiera się w nowej karcie
  12. B. Chen, M. Yang, S. Priya, K. Zhu, Origin of J-V Hysteresis in Perovskite Solar Cells, J. Phys. Chem. Lett. 7 (5) (2016) 905-917. otwiera się w nowej karcie
  13. L. Cojocaru, S. Uchida, P. V. V. Jayaweera, S. Kaneko, J. Nakazaki, T. Kubo, H. Segawa, Origin of the Hysteresis in I V Curves for Planar Structure Perovskite Solar Cells Rationalized with a Surface Boundary- induced Capacitance Model, Chem. Lett. 44 (12) (2015) 1750-1752. otwiera się w nowej karcie
  14. S. van Reenen, M. Kemerink, H. J. Snaith, Modeling Anomalous Hysteresis in Perovskite Solar Cells, J. Phys. Chem. Lett. 6 (19) (2015) 3808-3814. otwiera się w nowej karcie
  15. W. Tress, N. Marinova, T. Moehl, S. M. Zakeeruddin, M. K. Nazeeruddin, M. Gratzel, Understanding the Rate-Dependent J-V Hysteresis, Slow Time Component, and Aging in CH 3 NH 3 PbI 3 Perovskite Solar Cells: the Role of a Compensated Electric Field, Energy Environ. Sci. 8 (3) (2015) 995-1004. otwiera się w nowej karcie
  16. S. G, P. Mahale, B. P. Kore, S. Mukherjee, M. S. Pavan, C. De, S. Ghara, A. Sundaresan, A. Pandey, T. N. Guru Row, D. D. Sarma, Is CH 3 NH 3 PbI 3 Polar?, J. Phys. Chem. Lett. 7 (13) (2016) 2412-2419.
  17. H. Röhm, T. Leonhard, M. J. Hoffmann, A. Colsmann, Ferroelectric do- mains in methylammonium lead iodide perovskite thin-films, Energy Env- iron. Sci. 10 (4) (2017) 950-955. otwiera się w nowej karcie
  18. A. M. A. Leguy, J. M. Frost, A. P. McMahon, V. G. Sakai, W. Kochel- mann, C. Law, X. Li, F. Foglia, A. Walsh, B. C. O'Regan, J. Nelson, J. T. Cabral, P. R. F. Barnes, The Dynamics of Methylammonium Ions in Hybrid Organic-Inorganic Perovskite Solar Cells, Nat. Commun. 6 (2015) 7124. otwiera się w nowej karcie
  19. S. Kim, S. Bae, S. W. Lee, K. Cho, K. D. Lee, H. Kim, S. Park, G. Kwon, S. W. Ahn, H. M. Lee, Y. Kang, H. S. Lee, D. Kim, Relationship between ion migration and interfacial degradation of CH3NH3PbI3perovskite solar cells under thermal conditions, Sci. Rep. 7 (1) (2017) 1-9. otwiera się w nowej karcie
  20. Z. Xiao, Y. Yuan, Y. Shao, Q. Wang, Q. Dong, C. Bi, P. Sharma, A. Gru- verman, J. Huang, Giant switchable photovoltaic effect in organometal tri- halide perovskite devices, Nat. Mater. 14 (2) (2015) 193-197. otwiera się w nowej karcie
  21. J. B. Goodenough, Electronic and Ionic Transport Properties and Other Physical Aspects of Perovskites, Rep. Prog. Phys. 67 (11) (2004) 1915-1993. otwiera się w nowej karcie
  22. T. Miruszewski, J. Karczewski, B. Bochentyn, P. Jasinski, M. Gazda, B. Kusz, Determination of the Ionic Conductivity of Sr-doped Lanthanum Manganite by Modified Hebb-Wagner Technique, J. Phys. Chem. Solids 91 (2016) 163-169. otwiera się w nowej karcie
  23. J. Mizusaki, K. Arai, K. Fueki, Ionic Conduction of the Perovskite-Type Halides, Solid State Ion. 11 (3) (1983) 203-211. otwiera się w nowej karcie
  24. A. Dualeh, T. Moehl, N. Tétreault, J. Teuscher, P. Gao, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Impedance Spectroscopic Analysis of Lead Io- dide Perovskite-Sensitized Solid-State Solar Cells, ACS Nano 8 (1) (2014) 362-373. otwiera się w nowej karcie
  25. P. Calado, A. M. Telford, D. Bryant, X. Li, J. Nelson, B. C. O'Regan, P. R. Barnes, Evidence for Ion Migration in Hybrid Perovskite Solar Cells with Minimal Hysteresis, Nat. Commun. 7 (2016) 13831. otwiera się w nowej karcie
  26. C. Eames, J. M. Frost, P. R. F. Barnes, B. C. O'Regan, A. Walsh, M. S. Islam, Ionic Ttransport in Hybrid Lead Iodide Perovskite Solar Cells, Nat. Commun. 6 (2015) 7497. otwiera się w nowej karcie
  27. T. Baikie, Y. Fang, J. M. Kadro, M. Schreyer, F. Wei, S. G. Mhaisalkar, M. Graetzel, T. J. White, Synthesis and Crystal Chemistry of the Hybrid Perovskite (CH 3 NH 3 )PbI 3 ) for Solid-State Sensitised Solar Cell Applica- tions, J. Mater. Chem. A 1 (18) (2013) 5628. otwiera się w nowej karcie
  28. Y. Kawamura, H. Mashiyama, K. Hasebe, Structural Study on Cubic- Tetragonal Transition of CH 3 NH 3 PbI 3 , J. Phys. Soc. Jpn. 71 (7) (2002) 1694-1697. otwiera się w nowej karcie
  29. A. Maalej, Y. Abid, A. Kallel, A. Daoud, A. Lautié, F. Romain, Phase Transitions and Crystal Dynamics in the Cubic Perovskite CH 3 NH 3 PbCl 3 , Solid State Commun. 103 (5) (1997) 279-284. otwiera się w nowej karcie
  30. R. L. Milot, G. E. Eperon, H. J. Snaith, M. B. Johnston, L. M. Herz, Temperature-Dependent Charge-Carrier Dynamics in CH 3 NH 3 PbI 3 Per- ovskite Thin Films, Adv. Funct. Mater. 25 (39) (2015) 6218-6227. otwiera się w nowej karcie
  31. A. Slonopas, B. J. Foley, J. J. Choi, M. C. Gupta, Charge Transport in Bulk CH 3 NH 3 PbI 3 Perovskite, J. Appl. Phys. 119 (7) (2016) 74101. otwiera się w nowej karcie
  32. W. Weppner, R. A. Huggins, Ionic Conductivity of Alkali Metal Chloroa- luminates, Phys. Lett. A 58 (4) (1976) 245-248. otwiera się w nowej karcie
  33. I. Riess, Four Point Hebb-Wagner Polarization Method for Determining the Electronic Conductivity in Mixed Ionic-Electronic Conductors, Solid State Ion. 51 (3) (1992) 219-229. otwiera się w nowej karcie
  34. I. Riess, Measurement of Ionic Conductivity in Semiconductors and Metals, Solid State Ion. 44 (3-4) (1991) 199-205. otwiera się w nowej karcie
  35. I. Riess, Review of the Limitation of the Hebb-Wagner Polarization Method for Measuring Partial Conductivities in Mixed Ionic Electronic Conductors, Solid State Ion. 91 (3-4) (1996) 221-232. otwiera się w nowej karcie
  36. K. C. Lee, H. I. Yoo, Hebb-Wagner-Type Polarization/Relaxation in the Presence of the Cross Effect Between Electronic and Ionic Flows in a Mixed Conductor, J. Phys. Chem. Solids 60 (7) (1999) 911-927. otwiera się w nowej karcie
  37. K. H. Kim, T. Lee, W. Joo, H. I. Yoo, Current vs. Voltage Behavior of Hebb-Wagner Ion-Blocking Cell through Compound (Bi 1.46 Y 0.54 O 3 ) De- composition and Decomposition Kinetics, Solid State Ion. 267 (2014) 9-15. otwiera się w nowej karcie
  38. M. Maeda, M. Hattori, A. Hotta, I. Suzuki, Dielectric Studies on CH 3 NH 3 PbX 3 (X = Cl and Br) Single Cystals, J. Phys. Soc. Jpn. 66 (5) (1997) 1508-1511. otwiera się w nowej karcie
  39. Z.-L. Tseng, C.-H. Chiang, C.-G. Wu, Surface Engineering of ZnO Thin Film for High Efficiency Planar Perovskite Solar Cells, Sci. Rep. 5 (2015) 13211. otwiera się w nowej karcie
  40. H.-B. Kim, H. Choi, J. Jeong, S. Kim, B. Walker, S. Song, J. Y. Kim, Mixed Solvents for the Optimization of Morphology in Solution-Processed, Inverted-Type Perovskite/Fullerene Hybrid Solar Cells, Nanoscale 6 (12) (2014) 6679-6683. otwiera się w nowej karcie
  41. J. Lian, Q. Wang, Y. Yuan, Y. Shao, J. Huang, Organic Solvent Vapor Sensitive Methylammonium Lead Trihalide Film Formation for Efficient Hybrid Perovskite Solar Cells, J. Mater. Chem. A 3 (17) (2015) 9146-9151. otwiera się w nowej karcie
  42. K. Wu, A. Bera, C. Ma, Y. Du, Y. Yang, L. Li, T. Wu, Temperature- Dependent Excitonic Photoluminescence of Hybrid Organometal Halide Perovskite Films, Phys. Chem. Chem. Phys. 16 (41) (2014) 22476-22481. otwiera się w nowej karcie
  43. D. Koushik, W. J. H. Verhees, Y. Kuang, S. Veenstra, D. Zhang, M. A. Verheijen, M. Creatore, R. E. I. Schropp, High-Efficiency Humidity-Stable Planar Perovskite Solar Cells Based on Atomic Layer Architecture, Energy Environ. Sci. 10 (1) (2017) 91-100. otwiera się w nowej karcie
  44. H. Yu, F. Wang, F. Xie, W. Li, J. Chen, N. Zhao, The Role of Chlorine in the Formation Process of "CH 3 NH 3 PbI 3−x Cl x " Perovskite, Adv. Funct. Mater. 24 (45) (2014) 7102-7108. otwiera się w nowej karcie
  45. C. Motta, F. El-Mellouhi, S. Sanvito, Charge Carrier Mobility in Hybrid Halide Perovskites, Sci. Rep. 5 (1) (2015) 12746. otwiera się w nowej karcie
  46. M. V. Khenkin, D. V. Amasev, S. A. Kozyukhin, A. V. Sadovnikov, E. A. Katz, A. G. Kazanskii, Temperature and spectral dependence of CH 3 NH 3 )PbI 3 films photoconductivity, Applied Physics Letters 110 (22) (2017) 222107. otwiera się w nowej karcie
  47. W. Peng, J. Yin, K. T. Ho, O. Ouellette, M. De Bastiani, B. Murali, O. El Tall, C. Shen, X. Miao, J. Pan, E. Alarousu, J. H. He, B. S. Ooi, O. F. Mohammed, E. Sargent, O. M. Bakr, Ultralow Self-Doping in Two- dimensional Hybrid Perovskite Single Crystals, Nano Lett. 17 (8) (2017) 4759-4767. otwiera się w nowej karcie
  48. D. Li, W. Gongming, C. Hung-Chieh, C. Chih-Yen, W. Hao, L. Yuan, H. Yu, D. Xiangfeng, Size-dependent phase transition in methylammonium lead iodide perovskite microplate crystals, Nat. Commun. 9 (2016) 11330. otwiera się w nowej karcie
  49. P. S. Whitfield, N. Herron, W. E. Guise, K. Page, Y. Q. Cheng, I. Milas, M. K. Crawford, Structures, Phase Transitions and Tricritical Behavior of the Hybrid Perovskite Methyl Ammonium Lead Iodide, Sci. Rep. 6 (2016) 35685. otwiera się w nowej karcie
  50. A. Dobrovolsky, A. Merdasa, E. L. Unger, A. Yartsev, I. G. Scheblykin, Defect-induced local variation of crystal phase transition temperature in metal-halide perovskites, Nature Communications 8 (1) (2017) 1-7. otwiera się w nowej karcie
  51. N. Onoda-Yamamuro, T. Matsuo, H. Suga, Dielectric Study of CH3NH3PbX3 (X = Cl, Br, I), J. Phys. Chem. Solids 53 (7) (1992) 935- 939. otwiera się w nowej karcie
  52. V. D'Innocenzo, G. Grancini, M. J. P. Alcocer, A. R. S. Kandada, S. D. Stranks, M. M. Lee, G. Lanzani, H. J. Snaith, A. Petrozza, Excitons versus free charges in organo-lead tri-halide perovskites, Nat. Commun. 5 (2014) 3586. otwiera się w nowej karcie
  53. H. D. Kim, H. Ohkita, H. Benten, S. Ito, Photovoltaic Performance of Perovskite Solar Cells with Different Grain Sizes, Adv. Mater. 28 (5) (2016) 917-922. otwiera się w nowej karcie
  54. T. S. Sherkar, C. Momblona, L. Gil-Escrig, H. J. Bolink, L. J. A. Koster, Improving Perovskite Solar Cells: Insights From a Validated Device Model, Adv. Energy Mater. 7 (13). otwiera się w nowej karcie
  55. R. L. Narayan, S. V. Suryanarayana, Transport Properties of the Perovskite-Type Halides, Mater. Lett. 11 (8-9) (1991) 305-308. otwiera się w nowej karcie
  56. T. Kuku, Ionic Transport and Galvanic Cell Discharge Characteristics of CuPbI 3 Thin Films, Thin Solid Films 325 (1-2) (1998) 246-250. otwiera się w nowej karcie
Źródła finansowania:
  • Działalność statusowa
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 31 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Meta Tagi