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【24h】

Study of hybrid organic-inorganic halide perovskite solar cells based on MAI[(PbI_2)_(1-x)(CuI)_x] absorber layers and their long-term stability

机译：基于MAI [（PBI_2）_（1-X）（CUI）_x]吸收层及其长期稳定性的杂种有机无机卤化物钙钛太阳能电池的研究及其长期稳定性

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摘要

One of the major perovskites used as a light absorber in perovskite solar cells (PSCs) is methylammonium lead iodide (MAPI). MAPI perovskite shows many optimal optoelectronic properties making it a high-performance solar cell material. Nonetheless, PSCs face some limitations related to stability and degradation against moisture, and toxicity due their lead content. The goal of this work is to study the partial substitution of lead iodide (PbI_2) with the inorganic compound copper iodide (CuI) to enhance the solar cell stability thanks to the hydrophobic properties of the latter. XRD showed a tetragonal crystal structure growth for the MAI[(PbI_2)_(1-x)(CuI)_x] perovskite films. Even for 20 mol%, CuI was well incorporated into the perovskite lattice structure producing a slight change in the lattice parameters. SEM analysis showed a clear improvement of the film's morphology with the CuI substitution (less pinholes, better uniformity). The optical absorption edges and calculated optical bandgap, around 1.55 eV, remain unchanged with CuI partial substitution. With the increase in CuI/PbI_2 ratio photovoltaic properties of the MAI[(PbI_2)_(1-x)(CuI)_x] devices improved, higher V_(OC) and J_(SC) are observed. Finally, the stability was studied during 150 days in air and an enhancement of PSCs properties was observed for CuI substituted PbI_2 PSCs.
机译：用作钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的光吸收剂的主要钙钛矿之一是甲基庚二碘化物（MAPI）。 MAPI Perovskite显示了许多最佳光电性能，使其成为高性能的太阳能电池材料。尽管如此，PSCS面临与稳定性和抗水分的稳定性和降解相关的一些限制，并且由于其铅含量而毒性。本作作品的目的是研究铅碘化物（PBI_2）与无机化合物碘化铜（CUI）的部分取代，以增强由于后者的疏水性质而增强太阳能电池稳定性。 XRD显示了MAI [（PBI_2）_（1-X）（CUI）_x]钙钛矿膜的四方晶体结构生长。即使要为20摩尔％，Cui良好地掺入了钙钛矿晶格结构中，在晶格参数中产生微小的变化。 SEM分析表明，与崔替代的胶片形态的显而易见（小针孔，更好的均匀性）。光学吸收边缘和计算的光带隙约为1.55eV，与崔偏取代保持不变。随着CUI / PBI_2比率的增加，MAI [（PBI_2）_（1-x）（CUI）_x]装置的改善，观察到越高的V_（OC）和J_（SC）。最后，在空气中在150天期间研究了稳定性，并且观察到CuI取代的PBI_2 PSC的PSCs性质的增强。

著录项

  • 来源
    《Journal of materials science》 |2021年第15期|20684-20697|共14页
  • 作者

    Wissal Belayachi; Salma Boujmiraz; Salma Zouhair; Kuebra Yasaroglu; Guy Schmerber; Jean-Luc Rehspringer; Thomas Fix; Abdelilah Slaoui; Mohammed Abd-Lefdil; Aziz Dinia;

  • 作者单位

    Institut de Physique et Chimie des Materiaux de Strasbourg UMR 7504 Universite de Strasbourg CNRS 23 rue du Loess 67000 Strasbourg France Faculte des Sciences Universite Mohammed V de Rabat MANAPSE B.P. 1014 10000 Rabat Morocco;

    AI Akhawayn University Avenue Hassan II 53000 Ifrane Morocco;

    AI Akhawayn University Avenue Hassan II 53000 Ifrane Morocco;

    Institut de Physique et Chimie des Materiaux de Strasbourg UMR 7504 Universite de Strasbourg CNRS 23 rue du Loess 67000 Strasbourg France Fraunhofer-Institute for Solar Energy Systems ISE Heidenhofstrasse 2 79110 Freiburg Germany;

    Institut de Physique et Chimie des Materiaux de Strasbourg UMR 7504 Universite de Strasbourg CNRS 23 rue du Loess 67000 Strasbourg France;

    Institut de Physique et Chimie des Materiaux de Strasbourg UMR 7504 Universite de Strasbourg CNRS 23 rue du Loess 67000 Strasbourg France;

    Laboratoire Icube UMR 7357 Universite de Strasbourg CNRS 67000 Strasbourg France;

    Laboratoire Icube UMR 7357 Universite de Strasbourg CNRS 67000 Strasbourg France;

    Faculte des Sciences Universite Mohammed V de Rabat MANAPSE B.P. 1014 10000 Rabat Morocco;

    Institut de Physique et Chimie des Materiaux de Strasbourg UMR 7504 Universite de Strasbourg CNRS 23 rue du Loess 67000 Strasbourg France;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
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