Controllable perovskite crystallization at a gas-solid interface for hole conductor-free solar cells with steady power conversion efficiency over 10%

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 46, 2014, Pages 16411-16419

  Hao, Feng ^a   Stoumpos, Constantinos C ^a   Liu, Zhao ^b   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

CONVERSION EFFICIENCY; HETEROJUNCTIONS; PEROVSKITE; SOLAR CELLS; SURFACE ROUGHNESS; TEMPERATURE;

CRYSTALLIZATION PROCESS; DEVICE PERFORMANCE; GAS-SOLID INTERFACE; HETEROJUNCTION DEVICES; HIGH REPRODUCIBILITY; HOLE TRANSPORT MATERIALS; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; SOLUTION-PROCESSED;

PHASE INTERFACES;

PEROVSKITE;

ARTICLE; CRYSTALLIZATION; ENERGY CONVERSION; ENERGY RESOURCE; GAS SOLID CRYSTALLIZATION; LOW TEMPERATURE; PARTICLE SIZE; PEROVSKITE SOLAR CELL; SOLVATION; SURFACE PROPERTY;

EID: 84912570294     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja509245x     Document Type: Article

References (58)

1. Kojima, A.; Teshima, K.; Shirai, Y.; Miyasaka, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050
2. 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.; Gratzel, M.; Park, N. G. Sci. Rep. 2012, 2, 591
3. Lee, M. M.; Teuscher, J.; Miyasaka, T.; Murakami, T. N.; Snaith, H. J. Science 2012, 338, 643
4. Burschka, J.; Pellet, N.; Moon, S. J.; Humphry-Baker, R.; Gao, P.; Nazeeruddin, M. K.; Gratzel, M. Nature 2013, 499, 316
5. Chung, I.; Lee, B.; He, J. Q.; Chang, R. P. H.; Kanatzidis, M. G. Nature 2012, 485, 486
6. Etgar, L.; Gao, P.; Xue, Z. S.; Peng, Q.; Chandiran, A. K.; Liu, B.; Nazeeruddin, M. K.; Gratzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17396
7. Abu Laban, W.; Etgar, L. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3249
8. Borriello, I.; Cantele, G.; Ninno, D. Phys. Rev. B 2008, 77, 235214
9. Mitzi, D. B. Prog. Inorg. Chem. 1999, 48, 1-121
10. Kagan, C. R.; Mitzi, D. B.; Dimitrakopoulos, C. D. Science 1999, 286, 945
11. Noh, J. H.; Im, S. H.; Heo, J. H.; Mandal, T. N.; Seok, S. I. Nano Lett. 2013, 13, 1764
12. Hao, F.; Stoumpos, C. C.; Cao, D. H.; Chang, R. P. H.; Kanatzidis, M. G. Nat. Photonics 2014, 8, 489
13. Lee, B. Y.; Stoumpos, C. C.; Zhou, N. J.; Hao, F.; Malliakas, C. M.; Yeh, C. Y.; Marks, T. J.; Kanatzidis, M. G.; Chang, R. P. H. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15379-15385
14. 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.; Gratzel, M.; Seok, S. I. Nat. Photonics 2013, 7, 487
15. Xing, G. C.; Mathews, N.; Sun, S. Y.; Lim, S. S.; Lam, Y. M.; Gratzel, M.; Mhaisalkar, S.; Sum, T. C. Science 2013, 342, 344
16. 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
17. Zhou, H.; Chen, Q.; Li, G.; Luo, S.; Song, T.-b.; Duan, H.-S.; Hong, Z.; You, J.; Liu, Y.; Yang, Y. Science 2014, 345, 542
18. Green, M. A.; Emery, K.; Hishikawa, Y.; Warta, W.; Dunlop, E. D. Prog. Photovoltaics 2014, 22, 701
19. Kim, H. S.; Lee, J. W.; Yantara, N.; Boix, P. P.; Kulkarni, S. A.; Mhaisalkar, S.; Gratzel, M.; Park, N. G. Nano Lett. 2013, 13, 2412
20. Liu, D. Y.; Kelly, T. L. Nat. Photonics 2014, 8, 133
21. Ball, J. M.; Lee, M. M.; Hey, A.; Snaith, H. J. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1739
22. Liu, M. Z.; Johnston, M. B.; Snaith, H. J. Nature 2013, 501, 395
23. Eperon, G. E.; Stranks, S. D.; Menelaou, C.; Johnston, M. B.; Herz, L. M.; Snaith, H. J. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 982
24. Nayak, P. K.; Cahen, D. Adv. Mater. 2014, 26, 1622
25. Schulz, P.; Edri, E.; Kirmayer, S.; Hodes, G.; Cahen, D.; Kahn, A. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1377
26. Ponseca, C. S.; Savenije, T. J.; Abdellah, M.; Zheng, K. B.; Yartsev, A.; Pascher, T.; Harlang, T.; Chabera, P.; Pullerits, T.; Stepanov, A.; Wolf, J. P.; Sundstrom, V. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5189
27. Mitzi, D. B. Chem. Mater. 2001, 13, 3283
28. Liang, K. N.; Mitzi, D. B.; Prikas, M. T. Chem. Mater. 1998, 10, 403
29. Shi, J. J.; Dong, J.; Lv, S. T.; Xu, Y. Z.; Zhu, L. F.; Xiao, J. Y.; Xu, X.; Wu, H. J.; Li, D. M.; Luo, Y. H.; Meng, Q. B. Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 063901
30. Rong, Y. G.; Ku, Z. L.; Mei, A. Y.; Liu, T. F.; Xu, M.; Ko, S. G.; Li, X.; Han, H. W. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2160
31. Aharon, S.; Gamliel, S.; El Cohen, B.; Etgar, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 10512
32. Chen, Q.; Zhou, H. P.; Hong, Z. R.; Luo, S.; Duan, H. S.; Wang, H. H.; Liu, Y. S.; Li, G.; Yang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 622
33. Wu, Y.; Islam, A.; Yang, X.; Qin, C.; Liu, J.; Zhang, K.; Peng, W.; Han, L. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2934
34. Era, M.; Hattori, T.; Taira, T.; Tsutsui, T. Chem. Mater. 1997, 9, 8
35. Matsushima, T.; Fujita, K.; Tsutsui, T. Jpn. J. Appl. Phys. 2006, 45, 523
36. Graetzel, M.; Janssen, R. A. J.; Mitzi, D. B.; Sargent, E. H. Nature 2012, 488, 304
37. Chen, Q.; Zhou, H.; Song, T.-B.; Luo, S.; Hong, Z.; Duan, H.-S.; Dou, L.; Liu, Y.; Yang, Y. Nano Lett. 2014, 14, 4158
38. Stoumpos, C. C.; Malliakas, C. D.; Kanatzidis, M. G. Inorg. Chem. 2013, 52, 9019
39. Cao, D. H.; Stoumpos, C. C.; Malliakas, C. D.; Katz, M. J.; Farha, O. K.; Hupp, J. T.; Kanatzidis, M. G. APL Mater. 2014, 2, 091101
40. Wakamiya, A.; Endo, M.; Sasamori, T.; Tokitoh, N.; Ogomi, Y.; Hayase, S.; Murata, Y. Chem. Lett. 2014, 43, 711
41. Beckmann, P. A. Cryst. Res. Technol. 2010, 45, 455
42. Jeon, N. J.; Noh, J. H.; Kim, Y. C.; Yang, W. S.; Ryu, S.; Seok, S. I. Nat. Mater. 2014, 13, 897
43. Roiati, V.; Mosconi, E.; Listorti, A.; Colella, S.; Gigli, G.; De Angelis, F. Nano Lett. 2014, 14, 2168
44. Frost, J. M.; Butler, K. T.; Brivio, F.; Hendon, C. H.; van Schilfgaarde, M.; Walsh, A. Nano Lett. 2014, 14, 2584
45. Munch, B.; Holzer, L. J. Am. Ceram. Soc. 2008, 91, 4059
46. Mitzi, D. B.; Prikas, M. T.; Chondroudis, K. Chem. Mater. 1999, 11, 542
47. Thompson, C. V. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 159
48. Poglitsch, A.; Weber, D. J. Chem. Phys. 1987, 87, 6373
49. Zhao, Y. X.; Zhu, K. Chem. Commun. 2014, 50, 1605
50. Trots, D. M.; Myagkota, S. V. J. Phys. Chem. Solids 2008, 69, 2520
51. Bedlivy, D.; Mereiter, K. Acta Crystallogr., Sect. B 1980, 36, 782
52. Docampo, P.; Snaith, H. J. Nanotechnology 2011, 22, 225403
53. Han, L. Y.; Koide, N.; Chiba, Y.; Mitate, T. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 2433
54. Hao, F.; Stoumpos, C. C.; Chang, R. P. H.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8094
55. Kim, H. S.; Park, N. G. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2927
56. Sanchez, R. S.; Gonzalez-Pedro, V.; Lee, J. W.; Park, N. G.; Kang, Y. S.; Mora-Sero, I.; Bisquert, J. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2357
57. Snaith, H. J.; Abate, A.; Ball, J. M.; Eperon, G. E.; Leijtens, T.; Noel, N. K.; Stranks, S. D.; Wang, J. T. W.; Wojciechowski, K.; Zhang, W. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1511
58. 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