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Post-treatment of perovskite film with phenylalkylammonium iodide for hysteresis-less perovskite solar cells
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학술지명
권호사항
-
발행연도
2018
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-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
57-65(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Superb solar-to-electricity conversion property of organic-inorganic halide perovskite has recently received considerable attention. Although the power conversion efficiency (PCE) reaches over 22%, severe current-voltage hysteresis in perovskite solar cells has been issues. To solve the hysteresis, we report here on interfacial engineering via post-treatment of perovskite films with phenylalkylammonium iodide. The 145 °C-annealed FA<SUB>.9</SUB>Cs<SUB>.1</SUB>PbI<SUB>2.9</SUB>Br<SUB>.1</SUB> perovskite films are post-treated with series of phenylalkylammonium iodides with chemical formula of (C<SUB>6</SUB>H<SUB>5</SUB>)C<SUB>n</SUB>H<SUB>2n</SUB>(NH<SUB>3</SUB>I), where effects of concentration and solvent on photovoltaic performance and hysteresis are systematically investigated. For n = 2 phenylethylammonium iodide (PEAI), hysteresis is reduced by PEAI treatment but there is optimal concentration to minimize the hysteresis. Average PCE, estimated from reverse and forward scanned data, of 15.94% before PEAI treatment is improved to 17.62% after 4 mM PEAI treatment mainly due to increase in average FF from 0.696 to 0.751. At higher concentration of 10 mM, average PCE is declined again to 15.60% due to the large difference in FF between reverse and forward scan. Post-treatment with PEAI increases carrier life time from 500 ns (pristine) to 795 ns, which is responsible for the reduced hysteresis. Longer alkyl chain such as PEAI (n = 2) is found to be better to reduce the hysteresis than shorter one like PAI (n = 0) because of longer carrier life time, which indicates that dipole moment of phenylalkylammonium iodide is involved in time-dependent charge extraction.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Post-treatment of perovskite with phenylalkylammonium iodide is an effective approach to minimize I-V hysteresis. </LI> <LI> Hysteresis depends on concentration of phenylalkylammonium iodide. </LI> <LI> Suppression of hysteresis is due to the reduced interfacial trap states. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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