Improved understanding of the electronic and energetic landscapes of perovskite solar cells: High local charge carrier mobility, reduced recombination, and extremely shallow traps

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 39, 2014, Pages 13818-13825

  Oga, Hikaru ^a   Saeki, Akinori ^a,b   Ogomi, Yuhei ^b,c   Hayase, Shuzi ^b,c   Seki, Shu ^a  

^a OSAKA UNIVERSITY   (Japan)

^b JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY   (Japan)

^c KYUSHU INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALUMINUM; MESOPOROUS MATERIALS; PEROVSKITE; SOLAR CELLS; TEMPERATURE DISTRIBUTION; TITANIUM DIOXIDE;

CHARGE RECOMBINATIONS; FUNDAMENTAL PROPERTIES; GENERAL CORRELATIONS; ORGANIC-INORGANIC HYBRID; SEQUENTIAL DEPOSITION; TEMPERATURE DEPENDENCE; TRANSIENT COMPLEXES; TRANSPORT MECHANISM;

CARRIER MOBILITY;

IODIDE; NANOPARTICLE; PEROVSKITE; TITANIUM DIOXIDE;

ARTICLE; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CONDUCTANCE; CONTROLLED STUDY; ELECTRON; ELECTRON TRANSPORT; FREQUENCY ANALYSIS; FREQUENCY MODULATION; LANDSCAPE; MICROWAVE RADIATION; PHOTON; QUALITY CONTROL; ROOM TEMPERATURE; SEMICONDUCTOR; TEMPERATURE DEPENDENCE; TIME RESOLVED MICROWAVE CONDUCTIVITY; X RAY DIFFRACTION;

EID: 84949115377     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja506936f     Document Type: Article

References (52)

1. Kojima, A.; Teshima, K.; Shirai, Y.; Miyasaka, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050-6051
2. Kim, H.-S.; Lee, C-. R.; Im, J.- H.; Lee, K.- B.; Moehl, T.; Marchioro, A.; Moon, J. S.; Humphry-Baker, R.; Yum, J.- H.; Moser, J. E.; Gratzel, M.; Park, N.-G. Sci. Rep. 2012, 2, 591/1-591/7
3. Lee, M. M.; Teuscher, J.; Miyasaka, T.; Murakami, T. N.; Snaith, H. J. Science 2012, 338, 643-647
4. Snaith, H. J. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 3623-3630
5. Park, N.-G. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2423-2429
6. 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, 341-344
7. Xing, G.; Mathews, N.; Sun, S.; Lim, S. S.; Lam, Y. M.; Gratzel, M.; Mhaisalkar, S.; Sum, T. C. Science 2013, 342, 344-347
8. Service, R. F. Science 2014, 344, 458-458
9. Liu, M.; Johnston, M. B.; Snaith, H. J. Nature 2013, 501, 395-398
10. Burschka, J.; Pellet, N.; Moon, S.-J.; Humphry-Baker, R.; Gao, P.; Nazeeruddin, M. K.; Gratzel, M. Nature 2013, 499, 316-319
11. Liu, D.; Kelly, T. L. Nat. Photonics 2014, 8, 133-138
12. Heo, J. H.; Im, S. H.; Noh, J. H.; Mandal, T. N.; Lim, C. S.; Chang, A. A.; Lee, Y. H.; Kim, H.-j.; Sarkar, A.; Nazeeruddin, M. K.; Gratzel, M.; Seok, S. I. Nat. Photonics 2013, 7, 486-491
13. Christians, J. A.; Fung, R. C. M.; Kamat, P. V. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 758-764
14. 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, 1004-1011
15. Eperon, G. E.; Burlakov, V. M.; Docampo, P.; Goriely, A.; Snaith, H. J. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 151-157
16. Chen, Q.; Zhou, H.; Hong, Z.; Luo, S.; Duan, H.-S.; Wang, H.- H.; Liu, Y.; Li, G.; Yang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 622-625
17. Liang, P.-W.; Liao, C.-Y.; Chueh, C.-C.; Zuo, F.; Williams, S. T.; Xin, X.-K.; Lin, J.; Jen, A. K.-Y. Adv. Mater. 2014, 26, 3748-3754
18. Even, J.; Pedesseau, L.; Jancu, J.-M.; Katan, C. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2999-3005
19. Giorgi, G.; Fujisawa, J.-I.; Segawa, H.; Yamashita, K. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 4213-4216
20. Brivio, F.; Walker, A. B.; Walsh, A. APL Mater. 2013, 1, 042111/1-042111/5
21. Deschler, F.; Price, M.; Pathak, S.; Klintberg, L. E.; Jarausch, D.-D.; Higler, R.; Huttner, S.; Leijtens, T.; Stranks, S. D.; Snaith, H. J.; Atature, M.; Phillips, R. T.; Friend, R. H. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1421-1426
22. 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, 2242/1-2242/7
23. Juarez-Perez, E. J.; Wuler, M.; Fabregat-Santiago, F.; Lakus-Wollny, K.; Mankel, E.; Mayer, T.; Jaegermann, W.; Mora-Sero, I. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 680-685
24. Wehrenfennig, C.; Eperon, G. E.; Johnston, M. B.; Snaith, H. J.; Herz, L. M. Adv. Mater. 2014, 26, 1584-1589
25. Marchioro, A.; Teuscher, J.; Friedrich, D.; Kunst, M.; an de Krol, R.; Moehl, T.; Gratzel, M.; Moser, J.-E. Nat. Photonics 2014, 8, 250-255
26. Ponseca, C. S., Jr.; Savenije, T. J.; Abdellah, M.; Zheng, K.; Yartsev, A.; Pascher, T.; Harlang, T.; Chabera, P.; Pullerits, T.; Stepanov, A.; Wolf, J.-P.; Sundstrom, V. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5189-5192
27. Saeki, A.; Koizumi, Y.; Aida, T.; Seki, S. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 1193-1202
28. Savenije, T. J.; Murthy, D. H. K.; Gunz, M.; Gorenflot, J.; Siebbeles, L. D. A.; Dyakonov, V.; Deibel, C. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1368-1371
29. Bach, U.; Lupo, D.; Comte, P.; Moser, J. E.; Weissortel, F.; Salbeck, J.; Spreitzer, H.; Gratzel, M. Nature 1998, 395, 583-585
30. Saeki, A.; Tsuji, M.; Seki, S. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 661-669
31. Kroeze, J. E.; Savenije, T. J.; Warman, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7608-7618
32. Saeki, A.; Yasutani, Y.; Oga, H.; Seki, S. J. Phys. Chem. C 2014, 10.1021/jp505214d
33. Poplavskyy, D.; Nelson, J. J. Appl. Phys. 2003, 93, 341-346
34. Ogomi, Y.; Kukihara, K.; Qing, S.; Toyoda, T.; Yoshino, K.; Pandey, S.; Momose, H.; Hayase, S. ChemPhysChem 2014, 15, 1062-1069
35. Dualeh, A.; Tétreault, N.; Moehl, T.; Gao, P.; Nazeeruddin, M. K.; Gratzel, M. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 3250-3258 10.1002/adfm.201304022
36. 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, 1511-1515
37. 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, 2357-2363
38. Kim, H.-S.; Park, N.-G. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2927-2934
39. Li, N.; Dong, H.; Dong, H.; Li, J.; Li, W.; Niu, G.; Guo, X.; Wu, Z.; Wang, L. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 14973-14978
40. Wakamiya, A.; Endo, M.; Sasamori, T.; Tokitoh, T.; Ogomi, Y.; Hayase, S.; Murata, Y. Chem. Lett. 2014, 43, 711-713
41. Cohen, B.-E.; Gamliel, S.; Etgar, L. APL Mater. 2014, 2, 081502/1-081502/8
42. Zhao, Y.; Nardes, A. M.; Zhu, K. Faraday Discuss. 2014, 10.1039/C4FD00128A
43. Haruyama, J.; Sodeyama, K.; Han, L.; Tateyama, Y. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2903-2909
44. Jeon, N. J.; Noh, J. H.; Kim, Y. C.; Yang, W. S.; Ryu, S.; Seok, S. I. Nat. Mater. 2014, 13, 897-903
45. Saeki, A.; Yamamoto, Y.; Koizumi, Y.; Fukushima, T.; Aida, T.; Seki, S. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2549-2554
46. Guo, J.; Ohkita, H.; Yokoya, S.; Benten, H.; Ito, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9631-9637
47. Frost, J. M.; Butler, K. T.; Brivio, F.; Hendon, C. H.; van Schilfgaarde, M.; Walsh, A. Nano Lett. 2014, 14, 2584-2590
48. Savenije, T. J.; Murthy, D. H. K.; Gunz, M.; Gorenflot, J.; Siebbeles, L. D. A.; Dyakonov, V.; Deibel, C. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1368-1371
49. D'Innocenzo, V.; Grancini, G.; Alcocer, M. J. P.; Kandada, A. R. S.; Stranks, S. D.; Lee, M. M.; Lanzani, G.; Snaith, H. J.; Petrozza, A. Nat. Commun. 2014, 5, 3586/1-3586/6
50. Stoumpos, C. C.; Malliakas, C. D.; Kanatzidis, M. G. Inorg. Chem. 2013, 52, 9019-9038
51. Poglitsch, A.; Weber, D. J. Chem. Phys. 1987, 87, 6373-6378
52. Savenije, T. J.; Ponseca, C. S., Jr.; Kunneman, L.; Abdellah, M.; Zheng, K.; Tian, Y.; Zhu, Q.; Canton, S. E.; Scheblykin, I. G.; Pullerits, T.; Yartsev, A.; Sundstrom, V. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2189-2194