Hybrid Organic-Inorganic Perovskites (HOIPs): Opportunities and Challenges

Advanced Materials

Volumn 27, Issue 35, 2015, Pages 5102-5112

  Berry, Joseph ^a   Buonassisi, Tonio ^b   Egger, David A ^c   Hodes, Gary ^c   Kronik, Leeor ^c   Loo, Yueh Lin ^d   Lubomirsky, Igor ^c   Marder, Seth R ^e   Mastai, Yitzhak ^f   Miller, Joel S ^g   Mitzi, David B ^h   Paz, Yaron ⁱ   Rappe, Andrew M ^j   Riess, Ilan ⁱ   Rybtchinski, Boris ^c   Stafsudd, Oscar ^k   Stevanovic, Vladan ^a   Toney, Michael F ^l   Zitoun, David ^f   Kahn, Antoine ^d   Ginley, David ^a   Cahen, David ^c   more..

^a NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY   (United States)

^b MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^c WEIZMANN INSTITUTE OF SCIENCE   (Israel)

^d Princeton University   (United States)

^e GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^f BAR ILAN UNIVERSITY   (Israel)

^g UNIVERSITY OF UTAH   (United States)

^h Duke University   (United States)

ⁱ TECHNION ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Israel)

^j UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

^k Engineering IV   (United States)

^l SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

more..

Author keywords

hybrid perovskites; photovoltaic; solar cell

Indexed keywords

PEROVSKITE; SOLAR CELLS; SOLAR POWER GENERATION;

HYBRID ORGANIC-INORGANIC; PHOTOVOLTAIC;

HYBRID MATERIALS;

EID: 84941259147     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201502294     Document Type: Article

References (91)

1. D. Weber, Z. Für Naturforschung B 1978, 33, 1443.
2. A. Poglitsch, D. Weber, J. Chem. Phys. 1987, 87, 6373.
3. D. B. Mitzi, C. A. Feild, W. T. A. Harrison, A. M. Guloy, Nature 1994, 369, 467.
4. D. B. Mitzi, S. Wang, C. A. Feild, C. A. Chess, A. M. Guloy, Science 1995, 267, 1473.
5. D. B. Mitzi, in Progress in Inorganic Chemistry. (Ed:, K. D. Karlin,), John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA, 1999, pp. 1-121.
6. D. B. Mitzi, K. Chondroudis, C. R. Kagan, IBM J. Res. Dev. 2001, 45, 29.
7. K. Chondroudis, D. B. Mitzi, Chem. Mater. 1999, 11, 3028.
8. I. Koutselas, P. Bampoulis, E. Maratou, T. Evagelinou, G. Pagona, G. C. Papavassiliou, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 8475.
9. Z.-K. Tan, R. S. Moghaddam, M. L. Lai, P. Docampo, R. Higler, F. Deschler, M. Price, A. Sadhanala, L. M. Pazos, D. Credgington, F. Hanusch, T. Bein, H. J. Snaith, R. H. Friend, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 687.
10. Y. He, G. Galli, Chem. Mater. 2014, 26, 5394.
11. J. Even, L. Pedesseau, J.-M. Jancu, C. Katan, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2999.
12. F. Brivio, K. T. Butler, A. Walsh, M. van Schilfgaarde, Phys. Rev. B 2014, 89, 155204.
13. G. Hodes, Science 2013, 342, 317.
14. G. Kresse, J. Furthmüller, Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
15. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
16. K. Momma, F. Izumi, J. Appl. Crystallogr. 2008, 41, 653.
17. C. Motta, F. El-Mellouhi, S. Kais, N. Tabet, F. Alharbi, S. Sanvito, Nat. Commun. 2015, 6, 7026.
18. O. Knop, R. E. Wasylishen, M. A. White, T. S. Cameron, M. J. M. V. Oort, Can. J. Chem. 1990, 68, 412.
19. Q. Dong, Y. Fang, Y. Shao, P. Mulligan, J. Qiu, L. Cao, J. Huang, Science 2015, 347, 967.
20. D. Shi, V. Adinolfi, R. Comin, M. Yuan, E. Alarousu, A. Buin, Y. Chen, S. Hoogland, A. Rothenberger, K. Katsiev, Y. Losovyj, X. Zhang, P. A. Dowben, O. F. Mohammed, E. H. Sargent, O. M. Bakr, Science 2015, 347, 519.
21. G. Hodes, P. V. Kamat, unpublished.
22. J. M. Frost, K. T. Butler, F. Brivio, C. H. Hendon, M. van Schilfgaarde, A. Walsh, Nano Lett. 2014, 14, 2584.
23. A. Miyata, A. Mitioglu, P. Plochocka, O. Portugall, J. T.-W. Wang, S. D. Stranks, H. J. Snaith, R. J. Nicholas, arXiv:1504.07025 2015.
24. S. D. Stranks, P. K. Nayak, W. Zhang, T. Stergiopoulos, H. J. Snaith, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 3240.
25. A. Rockett, Thin Solid Films 2005, 480-481, 2.
26. M. Yuan, D. B. Mitzi, W. Liu, A. J. Kellock, S. J. Chey, V. R. Deline, Chem. Mater. 2010, 22, 285.
27. K. G. Stamplecoskie, J. S. Manser, P. V. Kamat, Energy Env. Sci 2015, 8, 208.
28. M. Kulbak, D. Cahen, G. Hodes, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 2452.
29. D. T. Moore, H. Sai, K. W. Tan, D.-M. Smilgies, W. Zhang, H. J. Snaith, U. Wiesner, L. A. Estroff, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2350.
30. W. Zhang, M. Saliba, D. T. Moore, S. K. Pathak, M. T. Hörantner, T. Stergiopoulos, S. D. Stranks, G. E. Eperon, J. A. Alexander-Webber, A. Abate, A. Sadhanala, S. Yao, Y. Chen, R. H. Friend, L. A. Estroff, U. Wiesner, H. J. Snaith, Nat. Commun. 2015, 6, 6142.
31. Y. Tidhar, E. Edri, H. Weissman, D. Zohar, G. Hodes, D. Cahen, B. Rybtchinski, S. Kirmayer, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13249.
32. K. P. Johansson, G. McLendon, A. P. Marchetti, Chem. Phys. Lett. 1991, 179, 321.
33. S. Cohen, Y. Rakita, G. Hodes, D. Cahen, unpublished.
34. Z. Xiao, Y. Yuan, Y. Shao, Q. Wang, Q. Dong, C. Bi, P. Sharma, A. Gruverman, J. Huang, Nat. Mater. 2014, 14, 193.
35. W. Tress, N. Marinova, T. Moehl, S. M. Zakeeruddin, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Energy Env. Sci 2015, 8, 995.
36. Y. Zhang, M. Liu, G. E. Eperon, T. C. Leijtens, D. McMeekin, M. Saliba, W. Zhang, M. de Bastiani, A. Petrozza, L. M. Herz, M. B. Johnston, H. Lin, H. J. Snaith, Mater Horiz 2015, 2, 315.
37. R. Gottesman, E. Haltzi, L. Gouda, S. Tirosh, Y. Bouhadana, A. Zaban, E. Mosconi, F. De Angelis, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 6, 2662.
38. E. J. Juarez-Perez, R. S. Sanchez, L. Badia, G. Garcia-Belmonte, Y. S. Kang, I. Mora-Sero, J. Bisquert, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2390.
39. V. M. Fridkin, A. A. Grekov, A. I. Rodin, E. A. Savchenko, T. R. Volk, Ferroelectrics 1973, 6, 71.
40. T. Choi, S. Lee, Y. J. Choi, V. Kiryukhin, S.-W. Cheong, Science 2009, 324, 63.
41. S. M. Young, A. M. Rappe, Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 116601.
42. I. Grinberg, D. V. West, M. Torres, G. Gou, D. M. Stein, L. Wu, G. Chen, E. M. Gallo, A. R. Akbashev, P. K. Davies, J. E. Spanier, A. M. Rappe, Nature 2013, 503, 509.
43. Y. Kutes, L. Ye, Y. Zhou, S. Pang, B. D. Huey, N. P. Padture, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 3335.
44. J. Wei, Y. Zhao, H. Li, G. Li, J. Pan, D. Xu, Q. Zhao, D. Yu, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 3937.
45. J. M. Frost, K. T. Butler, A. Walsh, APL Mater. 2014, 2, 081506.
46. B. Chen, J. Shi, X. Zheng, Y. Zhou, K. Zhu, S. Priya, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 7699.
47. Z. Fan, J. Xiao, K. Sun, L. Chen, Y. Hu, J. Ouyang, K. P. Ong, K. Zeng, J. Wang, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 1155.
48. F. Zheng, H. Takenaka, F. Wang, N. Z. Koocher, A. M. Rappe, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 31.
49. V. M. Fridkin, I. M. Gorelov, A. A. Grekov, V. A. Lyakhovitskaya, A. I. Rodin, Sov. Phys. JETP Lett 1966, 4, 310.
50. S. Y. Yang, J. Seidel, S. J. Byrnes, P. Shafer, C.-H. Yang, M. D. Rossell, P. Yu, Y.-H. Chu, J. F. Scott, J. W. Ager, L. W. Martin, R. Ramesh, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 143.
51. S. M. Young, F. Zheng, A. M. Rappe, Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 236601.
52. S. Liu, F. Zheng, N. Z. Koocher, H. Takenaka, F. Wang, A. M. Rappe, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 693.
53. V. M. Fridkin, K. Kreher, Phys. Status Solidi A 1970, 2, 281.
54. W.-J. Yin, T. Shi, Y. Yan, Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 063903.
55. W.-J. Yin, T. Shi, Y. Yan, Adv. Mater. 2014, 26, 4653.
56. R. E. Brandt, V. Stevanovic, D. S. Ginley, T. Buonassisi, MRS Commun. 2015, 5, 265.
57. D. Kalaev, I. Riess, Solid State Ion. 2014, 262, 883.
58. A. Dai, A. Wan, C. Magee, Y. Zhang, S. Barlow, S. R. Marder, A. Kahn, Org. Electron. 2015, 23, 151.
59. T.-Y. Yang, G. Gregori, N. Pellet, M. Grätzel, J. Maier, Angew. Chem. 2015, 127, 8016.
60. Y. Yuan, J. Chae, Y. Shao, Q. Wang, Z. Xiao, A. Centrone, J. Huang, Adv. Energy Mater. 2015, DOI: 10.1002/aenm.201500615.
61. J. Burschka, N. Pellet, S.-J. Moon, R. Humphry-Baker, P. Gao, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Nature 2013, 499, 316.
62. D. A. Egger, L. Kronik, A. M. Rappe, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, DOI: 10.1002/anie.201502544.
63. D. Cahen, L. Chernyak, Adv. Mater. 1997, 9, 861.
64. J.-F. Guillemoles, U. Rau, L. Kronik, H.-W. Schock, D. Cahen, Adv. Mater. 1999, 11, 957.
65. I. Lubomirsky, Solid State Ion. 2000, 136-137, 559.
66. Y. Cao, G. Yu, A. J. Heeger, C. Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 1996, 68, 3218.
67. S. B. Meier, D. Tordera, A. Pertegás, C. Roldán-Carmona, E. Ortí, H. J. Bolink, Mater. Today 2014, 17, 217.
68. D. A. Egger, E. Edri, D. Cahen, G. Hodes, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 279.
69. I. Riess, in CRC Handbook of Solid State Electrochemistry (Eds: P. J. Gellings, H. J. M. Bouwmeester), CRC Press, Boca Raton, FL, USA, 1997, pp. 223-268.
70. A. E. Williams, P. J. Holliman, M. J. Carnie, M. L. Davies, D. A. Worsley, T. M. Watson, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 19338.
71. A. Dualeh, P. Gao, S. I. Seok, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Chem. Mater. 2014, 26, 6160.
72. A. Buin, P. Pietsch, J. Xu, O. Voznyy, A. H. Ip, R. Comin, E. H. Sargent, Nano Lett. 2014, 14, 6281.
73. Y. Wang, T. Gould, J. F. Dobson, H. Zhang, H. Yang, X. Yao, H. Zhao, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 1424.
74. D. A. Egger, L. Kronik, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2728.
75. J. C. Tan, A. K. Cheetham, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1059.
76. Y. Lee, D. B. Mitzi, P. W. Barnes, T. Vogt, Phys. Rev. B 2003, 68, 020103R.
77. J. Feng, APL Mater. 2014, 2, 081801.
78. S. A. Kulkarni, T. Baikie, P. P. Boix, N. Yantara, N. Mathews, S. Mhaisalkar, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 9221.
79. F. Hao, C. C. Stoumpos, R. P. H. Chang, M. G. Kanatzidis, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8094.
80. Y. Ogomi, A. Morita, S. Tsukamoto, T. Saitho, N. Fujikawa, Q. Shen, T. Toyoda, K. Yoshino, S. S. Pandey, T. Ma, S. Hayase, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1004.
81. E. Mosconi, P. Umari, F. De Angelis, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 9208.
82. D. B. Mitzi, K. Liang, J. Solid State Chem. 1997, 134, 376.
83. N. Pellet, P. Gao, G. Gregori, T.-Y. Yang, M. K. Nazeeruddin, J. Maier, M. Grätzel, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 3151.
84. A. Amat, E. Mosconi, E. Ronca, C. Quarti, P. Umari, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, F. De Angelis, Nano Lett. 2014, 14, 3608.
85. N. J. Jeon, J. H. Noh, W. S. Yang, Y. C. Kim, S. Ryu, J. Seo, S. I. Seok, Nature 2015, 517, 476.
86. A. Binek, F. C. Hanusch, P. Docampo, T. Bein, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 1249.
87. F. Matteocci, L. Cina, F. Di Giacomo, S. Razz, S. Casaluci, A. Lorenzo Palma, A. Guidobaldi, A. D'Epifanio, S. Licoccia, T. Brown, A. Reale, A. Di Carlo, HOPV15, Rome, Italy, May 2015, B2.06.
88. H.-S. Kim, N.-G. Park, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2927.
89. H. J. Snaith, A. Abate, J. M. Ball, G. E. Eperon, T. Leijtens, N. K. Noel, S. D. Stranks, J. T.-W. Wang, K. Wojciechowski, W. Zhang, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1511.
90. A. Zakutayev, C. M. Caskey, A. N. Fioretti, D. S. Ginley, J. Vidal, V. Stevanovic, E. Tea, S. Lany, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1117.
91. Q. Lin, A. Armin, R. C. R. Nagiri, P. L. Burn, P. Meredith, Nat. Photonics 2014, 9, 106.