Time-resolved imaging of carrier transport in halide perovskite thin films and evidence for nondiffusive transport
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Notice bibliographique
Résumé
Owing to their exceptional semiconducting properties, hybrid inorganic-organic perovskites show great promise as photovoltaic absorbers. In these materials, long-range diffusion of charge carriers allows for most of the photogenerated carriers to contribute to the photovoltaic efficiency. Here, time-resolved photoluminescence (PL) microscopy is used to directly probe ambipolar carrier diffusion and recombination kinetics in hybrid perovskites. This technique is applied to thin films of methylammonium lead tri-iodide $(\mathrm{MAPb}{\mathrm{I}}_{3})$ obtained with two different fabrication routes, methylammonium lead tribromide $(\mathrm{MAPbB}{\mathrm{r}}_{3})$, and an alloy of formamidinium lead tri-iodide and methylammonium lead bromide $\mathrm{F}{\mathrm{A}}_{0.85}\mathrm{M}{\mathrm{A}}_{0.15}\mathrm{Pb}{({\mathrm{I}}_{0.85}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{0.15})}_{3}$. Average diffusion coefficients in the films leading to the highest device efficiencies and longest lifetimes, i.e., in $\mathrm{F}{\mathrm{A}}_{0.85}\mathrm{M}{\mathrm{A}}_{0.15}\mathrm{Pb}{({\mathrm{I}}_{0.85}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{0.15})}_{3}$ and acetonitrile-processed $\mathrm{MAPb}{\mathrm{I}}_{3}$, are found to be several orders of magnitude lower than in the other films. Further examination of the time dependence shows strong evidence for nondiffusive transport. In particular, acetonitrile-processed $\mathrm{MAPb}{\mathrm{I}}_{3}$ shows distinct diffusion regimes on short and long timescales with an effective diffusion constant varying over 2 orders of magnitude. Our results also highlight the fact that increases in carrier lifetime in this class of materials are not necessarily concomitant with increased diffusion lengths and that the PL quantum efficiency under solar cell operating conditions is a greater indication of material, and ultimately device, quality.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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