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Real-Time Observation of Iodide Ion Migration in Methylammonium Lead Halide Perovskites

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Li, Cheng ; Guerrero, Antonio ; Zhong, Yu ; Gräser, Anna ; Luna, Carlos Andres Melo ; Köhler, Jürgen ; Bisquert, Juan ; Hildner, Richard ; Hüttner, Sven:
Real-Time Observation of Iodide Ion Migration in Methylammonium Lead Halide Perovskites.
In: Small. Bd. 13 (13 November 2017) Heft 42 . - S. 1701711.
ISSN 1613-6829
DOI: 10.1002/smll.201701711

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Abstract

Organic–inorganic metal halide perovskites (e.g., CH3NH3PbI3−xClx) emerge as a promising optoelectronic material. However, the Shockley–Queisser limit for the power conversion efficiency (PCE) of perovskite-based photovoltaic devices is still not reached. Nonradiative recombination pathways may play a significant role and appear as photoluminescence (PL) inactive (or dark) areas on perovskite films. Although these observations are related to the presence of ions/defects, the underlying fundamental physics and detailed microscopic processes, concerning trap/defect status, ion migration, etc., still remain poorly understood. Here correlated wide-field PL microscopy and impedance spectroscopy are utilized on perovskite films to in situ investigate both the spatial and the temporal evolution of these PL inactive areas under external electric fields. The formation of PL inactive domains is attributed to the migration and accumulation of iodide ions under external fields. Hence, we are able to characterize the kinetic processes and determine the drift velocities of these ions. In addition, it is shown that I2 vapor directly affects the PL quenching of a perovskite film, which provides evidence that the migration/segregation of iodide ions plays an important role in the PL quenching and consequently limits the PCE of organometal halide-based perovskite photovoltaic devices.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Zusätzliche Informationen: 1701711
Keywords: ion migration; methylammonium lead iodide; perovskite solar cells
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Experimentalphysik IV > Lehrstuhl Experimentalphysik IV - Univ.-Prof. Dr. Jürgen Köhler
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Profilfelder
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Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 12 Jan 2018 11:27
Letzte Änderung: 12 Jan 2018 11:29
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/41721