High Photoluminescence Quantum Yield in Band Gap Tunable Bromide Containing Mixed Halide Perovskites

Nano Letters

Volumn 16, Issue 1, 2016, Pages 800-806

  Sutter Fella, Carolin M ^a,b   Li, Yanbo ^b   Amani, Matin ^a,b   Ager, Joel W ^b,c   Toma, Francesca M ^b   Yablonovitch, Eli ^a,b   Sharp, Ian D ^b   Javey, Ali ^a,b  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c University of California Berkeley   (United States)

Author keywords

Halide perovskite; quantum yield; tandem device; wide band gap semiconductor

Indexed keywords

ENERGY GAP; FERMI LEVEL; HYBRID MATERIALS; LIGHT; LUMINESCENCE; OPEN CIRCUIT VOLTAGE; OPTOELECTRONIC DEVICES; PEROVSKITE; PHOTOLUMINESCENCE; QUANTUM YIELD; RECONFIGURABLE HARDWARE; SEMICONDUCTOR DEVICES; SEMICONDUCTOR MATERIALS;

CHARACTERIZATION TECHNIQUES; HALIDE PEROVSKITES; HYBRID ORGANIC-INORGANIC; LUMINESCENCE QUANTUM YIELDS; OPTOELECTRONIC PROPERTIES; PHOTOLUMINESCENCE QUANTUM YIELDS; QUASI-FERMI LEVEL SPLITTING; TANDEM DEVICES;

WIDE BAND GAP SEMICONDUCTORS;

EID: 84957589001     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04884     Document Type: Article

References (51)

1. Stranks, S. D.; Snaith, H. J. Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 391-402 10.1038/nnano.2015.90
2. Nie, W.; Tsai, H.; Asadpour, R.; Blancon, J.-C.; Neukirch, A. J.; Gupta, G.; Crochet, J. J.; Chhowalla, M.; Tretiak, S.; Alam, M. A.; Wang, H.-L.; Mohite, A. D. Science 2015, 347, 522-525 10.1126/science.aaa0472
3. Docampo, P.; Hanusch, F. C.; Stranks, S. D.; Döblinger, M.; Feckl, J. M.; Ehrensperger, M.; Minar, N. K.; Johnston, M. B.; Snaith, H. J.; Bein, T. Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400355 10.1002/aenm.201400355
4. Ball, J. M.; Lee, M. M.; Hey, A.; Snaith, H. J. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1739-1743 10.1039/c3ee40810h
5. Yin, W.-J.; Shi, T.; Yan, Y. Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 0639031-0639034 10.1063/1.4864778
6. Kim, J.; Lee, S.-H.; Lee, J. H.; Hong, K.-H. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1312-1317 10.1021/jz500370k
7. Noh, J. H.; Im, S. H.; Heo, J. H.; Mandal, T. N.; Seok, S. I. Nano Lett. 2013, 13, 1764-1769 10.1021/nl400349b
8. De Wolf, S.; Holovsky, J.; Moon, S.-J.; Löper, P.; Niesen, B.; Ledinsky, M.; Haug, F.-J.; Yum, J.-H.; Ballif, C. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1035-1039 10.1021/jz500279b
9. 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 10.1126/science.1243982
10. de Quilettes, D. W.; Vorpahl, S. M.; Stranks, S. D.; Nagaoka, H.; Eperon, G. E.; Ziffer, M. E.; Snaith, H. J.; Ginger, D. S. Science 2015, 348, 683-686 10.1126/science.aaa5333
11. Xing, G.; Mathews, N.; Sun, S.; Lim, S. S.; Lam, Y. M.; Grätzel, M.; Mhaisalkar, S.; Sum, T. C. Science 2013, 342, 344-347 10.1126/science.1243167
12. Dong, Q.; Fang, Y.; Shao, Y.; Mulligan, P.; Qiu, J.; Cao, L.; Huang, J. Science 2015, 347, 967-970 10.1126/science.aaa5760
13. Deschler, F.; Price, M.; Pathak, S.; Klintberg, L. E.; Jarausch, D.-D.; Higler, R.; Hüttner, S.; Leijtens, T.; Stranks, S. D.; Snaith, H. J.; Atatüre, M.; Phillips, R. T.; Friend, R. H. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1421-1426 10.1021/jz5005285
14. Stranks, S. D.; Burlakov, V. M.; Leijtens, T.; Ball, J. M.; Goriely, A.; Snaith, H. J. Phys. Rev. Appl. 2014, 2, 034007 10.1103/PhysRevApplied.2.034007
15. Jeon, N. J.; Noh, J. H.; Yang, W. S.; Kim, Y. C.; Ryu, S.; Seo, J.; Seok, S. I. Nature 2015, 517, 476-480 10.1038/nature14133
16. Green, M. A.; Emery, K.; Hishikawa, Y.; Warta, W.; Dunlop, E. D. Prog. Photovoltaics 2015, 23, 1-9 10.1002/pip.2573
17. Löper, P.; Moon, S.-J.; de Nicolas, S. M.; Niesen, B.; Ledinsky, M.; Nicolay, S.; Bailat, J.; Yum, J.-H.; Wolf, S. D.; Ballif, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 17, 1619-1629 10.1039/C4CP03788J
18. Mailoa, J. P.; Bailie, C. D.; Johlin, E. C.; Hoke, E. T.; Akey, A. J.; Nguyen, W. H.; McGehee, M. D.; Buonassisi, T. Appl. Phys. Lett. 2015, 106, 121105 10.1063/1.4914179
19. Bailie, C. D.; Christoforo, M. G.; Mailoa, J. P.; Bowring, A. R.; Unger, E. L.; Nguyen, W. H.; Burschka, J.; Pellet, N.; Lee, J. Z.; Grätzel, M.; Noufi, R.; Buonassisi, T.; Salleo, A.; McGehee, M. D. Energy Environ. Sci. 2015, 8, 956-963 10.1039/C4EE03322A
20. Kranz, L.; Abate, A.; Feurer, T.; Fu, F.; Avancini, E.; Löckinger, J.; Reinhard, P.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M.; Buecheler, S.; Tiwari, A. N. J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 2676-2681 10.1021/acs.jpclett.5b01108
21. Tan, Z.-K.; Moghaddam, R. S.; Lai, M. L.; Docampo, P.; Higler, R.; Deschler, F.; Price, M.; Sadhanala, A.; Pazos, L. M.; Credgington, D.; Hanusch, F.; Bein, T.; Snaith, H. J.; Friend, R. H. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 687-692 10.1038/nnano.2014.149
22. Ning, Z.; Gong, X.; Comin, R.; Walters, G.; Fan, F.; Voznyy, O.; Yassitepe, E.; Buin, A.; Hoogland, S.; Sargent, E. H. Nature 2015, 523, 324-328 10.1038/nature14563
23. Saba, M.; Cadelano, M.; Marongiu, D.; Chen, F.; Sarritzu, V.; Sestu, N.; Figus, C.; Aresti, M.; Piras, R.; Geddo Lehmann, A.; Cannas, C.; Musinu, A.; Quochi, F.; Mura, A.; Bongiovanni, G. Nat. Commun. 2014, 5, 5049 10.1038/ncomms6049
24. Bremner, S. P.; Levy, M. Y.; Honsberg, C. B. Prog. Photovoltaics 2008, 16, 225-233 10.1002/pip.799
25. Essig, S.; Ward, S.; Steiner, M. A.; Friedman, D. J.; Geisz, J. F.; Stradins, P.; Young, D. L. Energy Procedia 2015, 77, 464-469 10.1016/j.egypro.2015.07.066
26. Soga, T.; Baskar, K.; Kato, T.; Jimbo, T.; Umeno, M. J. Cryst. Growth 1997, 174, 579-584 10.1016/S0022-0248(97)00064-X
27. Hsu, L.; Walukiewicz, W. J. Appl. Phys. 2008, 104, 024507 10.1063/1.2952031
28. Reichertz, L. A.; Gherasoiu, I.; Yu, K. M.; Kao, V. M.; Walukiewicz, W.; Ager, J. W., III Appl. Phys. Express 2009, 2, 122202 10.1143/APEX.2.122202
29. Miller, O. D.; Yablonovitch, E.; Kurtz, S. R. IEEE J. Photovolt. 2012, 2, 303-311 10.1109/JPHOTOV.2012.2198434
30. Ross, R. T. J. Chem. Phys. 1967, 46, 4590-4593 10.1063/1.1840606
31. La-o-vorakiat, C.; Salim, T.; Kadro, J.; Khuc, M.-T.; Haselsberger, R.; Cheng, L.; Xia, H.; Gurzadyan, G. G.; Su, H.; Lam, Y. M.; Marcus, R. A.; Michel-Beyerle, M.-E.; Chia, E. E. M. Nat. Commun. 2015, 6, 7903 10.1038/ncomms8903
32. D'Innocenzo, V.; Srimath Kandada, A. R.; De Bastiani, M.; Gandini, M.; Petrozza, A. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 17730-17733 10.1021/ja511198f
33. Chen, Q.; Zhou, H.; Fang, Y.; Stieg, A. Z.; Song, T.-B.; Wang, H.-H.; Xu, X.; Liu, Y.; Lu, S.; You, J.; Sun, P.; McKay, J.; Goorsky, M. S.; Yang, Y. Nat. Commun. 2015, 6, 7269 10.1038/ncomms8269
34. Liang, P.-W.; Chueh, C.-C.; Xin, X.-K.; Zuo, F.; Williams, S. T.; Liao, C.-Y.; Jen, A. K.-Y. Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1400960 10.1002/aenm.201400960
35. Eperon, G. E.; Stranks, S. D.; Menelaou, C.; Johnston, M. B.; Herz, L. M.; Snaith, H. J. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 982-988 10.1039/c3ee43822h
36. Yang, Y.; Yan, Y.; Yang, M.; Choi, S.; Zhu, K.; Luther, J. M.; Beard, M. C. Nat. Commun. 2015, 6, 7961 10.1038/ncomms8961
37. Park, B.; Philippe, B.; Jain, S. M.; Zhang, X.; Edvinsson, T.; Rensmo, H.; Zietz, B.; Boschloo, G. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 21760-21771 10.1039/C5TA05470B
38. 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 10.1021/ja411509g
39. Li, Y.; Cooper, J. K.; Buonsanti, R.; Giannini, C.; Liu, Y.; Toma, F. M.; Sharp, I. D. J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 493-499 10.1021/jz502720a
40. Matsumoto, F.; Vorpahl, S. M.; Banks, J. Q.; Sengupta, E.; Ginger, D. S. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 20810-20816 10.1021/acs.jpcc.5b06269
41. Tanaka, K.; Takahashi, T.; Ban, T.; Kondo, T.; Uchida, K.; Miura, N. Solid State Commun. 2003, 127, 619-623 10.1016/S0038-1098(03)00566-0
42. Hoke, E. T.; Slotcavage, D. J.; Dohner, E. R.; Bowring, A. R.; Karunadasa, H. I.; McGehee, M. D. Chem. Sci. 2015, 6, 613-617 10.1039/C4SC03141E
43. Yablonovitch, E.; Cody, G. D. IEEE Trans. Electron Devices 1982, 29, 300-305 10.1109/T-ED.1982.20700
44. Amani, M.; Lien, D.-H.; Kiriya, D.; Xiao, J.; Azcatl, A.; Noh, J.; Madhvapathy, S. R.; Addou, R.; Kc, S.; Dubey, M.; Cho, K.; Wallace, R. M.; Lee, S.-C.; He, J.-H.; Ager, J. W.; Zhang, X.; Yablonovitch, E.; Javey, A. Science 2015, 350, 1065-1068 10.1126/science.aad2114
45. Mashiyama, H.; Kurihara, Y.; Azetsu, T. J. Korean Phys. Soc. 1998, 32, 156-158
46. 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 10.1038/ncomms4586
47. Markvart, T. Phys. Status Solidi A 2008, 205, 2752-2756 10.1002/pssa.200880460
48. Hirst, L. C.; Ekins-Daukes, N. J. Prog. Photovoltaics 2011, 19, 286-293 10.1002/pip.1024
49. Miller, O. D. Photonic Design: From Fundamental Solar Cell Physics to Computational Inverse Design; University of California: Berkeley, 2012.
50. Snaith, H. J. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 3623-3630 10.1021/jz4020162
51. Buin, A.; Pietsch, P.; Xu, J.; Voznyy, O.; Ip, A. H.; Comin, R.; Sargent, E. H. Nano Lett. 2014, 14, 6281-6286 10.1021/nl502612m