Anomalous band gap behavior in mixed Sn and Pb perovskites enables broadening of absorption spectrum in solar cells

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 22, 2014, Pages 8094-8099

  Hao, Feng ^a   Stoumpos, Constantinos C ^a   Chang, Robert P H ^b   Kanatzidis, Mercouri G ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b Northwestern University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ENERGY GAP; FABRICATION; LEAD; LIGHT ABSORPTION; PEROVSKITE; SOLAR CELLS; TIN;

ANOMALOUS BANDS; CELL FABRICATIONS; HOLE TRANSPORT LAYERS; PEROVSKITE SOLID SOLUTIONS; PHOTOVOLTAIC DEVICES; RESEARCH AND DEVELOPMENT; SHORT-CIRCUIT PHOTOCURRENT DENSITIES; SOLUTION-PROCESSED;

LEAD COMPOUNDS;

LEAD; LITHIUM BIS(TIFLUOROMETHYLSULFONYL)IMIDE PYRIDINIUM; LITHIUM DERIVATIVE; METHYLAMMONIUM; METHYLAMMONIUM TIN IODIDE; PEROVSKITE; TIN; TITANIUM DIOXIDE; UNCLASSIFIED DRUG;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ARTICLE; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ENERGY; LIGHT ABSORPTION; NANOFABRICATION; NEAR INFRARED SPECTROSCOPY; SEMICONDUCTOR; SOLID STATE; SUNLIGHT;

EID: 84901937010     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja5033259     Document Type: Article

References (53)

1. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 15729
2. Hoffert, M. I.; Caldeira, K.; Benford, G.; Criswell, D. R.; Green, C.; Herzog, H.; Jain, A. K.; Kheshgi, H. S.; Lackner, K. S.; Lewis, J. S.; Lightfoot, H. D.; Manheimer, W.; Mankins, J. C.; Mauel, M. E.; Perkins, L. J.; Schlesinger, M. E.; Volk, T.; Wigley, T. M. L. Science 2002, 298, 981
3. Nozik, A. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 1978, 29, 189
4. Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 40
5. Kamat, P. V.; Tvrdy, K.; Baker, D. R.; Radich, J. G. Chem. Rev. 2010, 110, 6664
6. Kippelen, B.; Bredas, J. L. Energy Environ. Sci. 2009, 2, 251
7. Graetzel, M.; Janssen, R. A. J.; Mitzi, D. B.; Sargent, E. H. Nature 2012, 488, 304
8. Shah, A.; Torres, P.; Tscharner, R.; Wyrsch, N.; Keppner, H. Science 1999, 285, 692
9. Trindade, T.; O'Brien, P.; Pickett, N. L. Chem. Mater. 2001, 13, 3843
10. Winkler, M. T.; Wang, W.; Gunawan, O.; Hovel, H. J.; Todorov, T. K.; Mitzi, D. B. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1029
11. Coughlin, J. E.; Henson, Z. B.; Welch, G. C.; Bazan, G. C. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 257
12. Kramer, I. J.; Sargent, E. H. Chem. Rev. 2014, 114, 863
13. Li, G.; Zhu, R.; Yang, Y. Nat. Photonics 2012, 6, 153
14. Chung, I.; Lee, B.; He, J. Q.; Chang, R. P. H.; Kanatzidis, M. G. Nature 2012, 485, 486
15. Kojima, A.; Teshima, K.; Shirai, Y.; Miyasaka, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050
16. Etgar, L.; Gao, P.; Xue, Z. S.; Peng, Q.; Chandiran, A. K.; Liu, B.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17396
17. Kim, H. S.; Lee, C. R.; Im, J. H.; Lee, K. B.; Moehl, T.; Marchioro, A.; Moon, S. J.; Humphry-Baker, R.; Yum, J. H.; Moser, J. E.; Grätzel, M.; Park, N. G. Sci. Rep. 2012, 2, 591
18. Heo, J. H.; Im, S. H.; Noh, J. H.; Mandal, T. N.; Lim, C. S.; Chang, J. A.; Lee, Y. H.; Kim, H. J.; Sarkar, A.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M.; Seok, S. I. Nat. Photonics 2013, 7, 487
19. Liu, M. Z.; Johnston, M. B.; Snaith, H. J. Nature 2013, 501, 395
20. Burschka, J.; Pellet, N.; Moon, S. J.; Humphry-Baker, R.; Gao, P.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. Nature 2013, 499, 316
21. Kim, H. S.; Lee, J. W.; Yantara, N.; Boix, P. P.; Kulkarni, S. A.; Mhaisalkar, S.; Grätzel, M.; Park, N. G. Nano Lett. 2013, 13, 2412
22. Abrusci, A.; Stranks, S. D.; Docampo, P.; Yip, H. L.; Jen, A. K. Y.; Snaith, H. J. Nano Lett. 2013, 13, 3124
23. Ball, J. M.; Lee, M. M.; Hey, A.; Snaith, H. J. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1739
24. Abu Laban, W.; Etgar, L. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3249
25. Borriello, I.; Cantele, G.; Ninno, D. Phys. Rev. B 2008, 77, 235214
26. Mitzi, D. B. Prog. Inorg. Chem. 1999, 48, 1
27. Kagan, C. R.; Mitzi, D. B.; Dimitrakopoulos, C. D. Science 1999, 286, 945
28. Bach, U.; Lupo, D.; Comte, P.; Moser, J. E.; Weissortel, F.; Salbeck, J.; Spreitzer, H.; Grätzel, M. Nature 1998, 395, 583
29. Lee, M. M.; Teuscher, J.; Miyasaka, T.; Murakami, T. N.; Snaith, H. J. Science 2012, 338, 643
30. Snaith, H. J. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 3623
31. Park, N. G. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2423
32. Hodes, G. Science 2013, 342, 317
33. Bisquert, J. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2597
34. Stoumpos, C. C.; Malliakas, C. D.; Kanatzidis, M. G. Inorg. Chem. 2013, 52, 9019
35. Xing, G. C.; Mathews, N.; Sun, S. Y.; Lim, S. S.; Lam, Y. M.; Grätzel, M.; Mhaisalkar, S.; Sum, T. C. Science 2013, 342, 344
36. Stranks, S. D.; Eperon, G. E.; Grancini, G.; Menelaou, C.; Alcocer, M. J. P.; Leijtens, T.; Herz, L. M.; Petrozza, A.; Snaith, H. J. Science 2013, 342, 341
37. Shockley, W.; Queisser, H. J. J. Appl. Phys. 1961, 32, 510
38. Loi, M. A.; Hummelen, J. C. Nat. Mater. 2013, 12, 1087
39. Ogomi, Y.; Morita, A.; Tsukamoto, S.; Saitho, T.; Fujikawa, N.; Shen, Q.; Toyoda, T.; Yoshino, K.; Pandey, S. S.; Ma, T.; Hayase, S. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1004
40. Noh, J. H.; Im, S. H.; Heo, J. H.; Mandal, T. N.; Seok, S. I. Nano Lett. 2013, 13, 1764
41. Koh, T. M.; Fu, K.; Fang, Y.; Chen, S.; Sum, T. C.; Mathews, N.; Mhaisalkar, S. G.; Boix, P. P.; Baikie, T. J. Phys. Chem. C 2013, ASAP, DOI: 10.1021/jp411112k.
42. Eperon, G. E.; Stranks, S. D.; Menelaou, C.; Johnston, M. B.; Herz, L. M.; Snaith, H. J. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 982
43. Chung, I.; Song, J. H.; Im, J.; Androulakis, J.; Malliakas, C. D.; Li, H.; Freeman, A. J.; Kenney, J. T.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8579
44. Handbook Series on Semiconductor Parameters Levinstein, M.; Rumyantsev, S.; Shur, M., Eds.; World Scientific: London, 1999; Vol. 1,2.
45. Gate, L. F. Appl. Opt. 1974, 13, 236
46. Meillaud, F.; Shah, A.; Droz, C.; Vallat-Sauvain, E.; Miazza, C. Sol. Energy Mater. Sol. C 2006, 90, 2952
47. Mitzi, D. B. Chem. Mater. 2001, 13, 3283
48. Liang, K. N.; Mitzi, D. B.; Prikas, M. T. Chem. Mater. 1998, 10, 403
49. Takahashi, Y.; Obara, R.; Lin, Z. Z.; Takahashi, Y.; Naito, T.; Inabe, T.; Ishibashi, S.; Terakura, K. Dalton. Trans. 2011, 40, 5563
50. Takahashi, Y.; Hasegawa, H.; Takahashi, Y.; Inabe, T. J. Solid State Chem. 2013, 205, 39
51. Noel, N. K.; Stranks, S. D.; Abate, A.; Wehrenfennig, C.; Guarnera, S.; Haghighirad, A.; Sadhanala, A.; Eperon, G. E.; Pathak, S. K.; Johnston, M. B.; petrozza, a.; Herz, L.; Snaith, H. Energy Environ. Sci. 2014, 10.1039/C4EE01076K
52. Kim, H. S.; Mora-Sero, I.; Gonzalez-Pedro, V.; Fabregat-Santiago, F.; Juarez-Perez, E. J.; Park, N. G.; Bisquert, J. Nat. Commun. 2013, 4, 2242
53. Gao, X.; Daw, M. S. Phys. Rev. B 2008, 77, 033103