Iodine Migration and its Effect on Hysteresis in Perovskite Solar Cells

Advanced Materials

Volumn 28, Issue 12, 2016, Pages 2446-2454

  Li, Cheng ^a   Tscheuschner, Steffen ^a   Paulus, Fabian ^b   Hopkinson, Paul E ^b   Kießling, Johannes ^a   Köhler, Anna ^a   Vaynzof, Yana ^b   Huettner, Sven ^a  

^a UNIVERSITY OF BAYREUTH   (Germany)

^b UNIVERSITY OF HEIDELBERG   (Germany)

Author keywords

hysteresis; ion migration; mehtylammonium lead Iodide; perovskite solar cells

Indexed keywords

ACTIVATION ENERGY; HYSTERESIS; IODINE; IODINE COMPOUNDS; LAYERED SEMICONDUCTORS; LEAD COMPOUNDS; PEROVSKITE;

BUILT-IN POTENTIAL; ELECTROABSORPTION SPECTROSCOPY; IN-SITU CHARACTERIZATION; ION MIGRATION; LEAD IODIDE; SOLAR CELL DEVICES; TIME-DEPENDENT CURRENTS; VOLTAGE PROFILE;

PEROVSKITE SOLAR CELLS;

EID: 85000607301     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201503832     Document Type: Article

References (70)

1. H. Zhou, Q. Chen, G. Li, S. Luo, T. B. Song, H. S. Duan, Z. Hong, J. You, Y. Liu, Y. Yang, Science 2014, 345, 542.
2. J. Burschka, N. Pellet, S.-J. Moon, R. Humphry-Baker, P. Gao, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Nature 2013, 499, 316.
3. M. A. Green, A. Ho-Baillie, H. J. Snaith, Nat. Photonics 2014, 8, 506.
4. N. J. Jeon, J. H. Noh, W. S. Yang, Y. C. Kim, S. Ryu, J. Seo, S. I. Seok, Nature 2015, 517, 476.
5. a) G. Niu, X. Guo, L. Wang, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 8970;
6. b) C.-C. Chueh, C.-Z. Li, A. K. Y. Jen, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1160.
7. a) M. D. McGehee, Nat. Mater. 2014, 13, 845;
8. b) E. L. Unger, E. T. Hoke, C. D. Bailie, W. H. Nguyen, A. R. Bowring, T. Heumuller, M. G. Christoforo, M. D. McGehee, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 3690.
9. 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.
10. J. M. Frost, K. T. Butler, F. Brivio, C. H. Hendon, M. Van Schilfgaarde, A. Walsh, Nano Lett. 2014, 14, 2584.
11. J. M. Frost, K. T. Butler, A. Walsh, APL Mater. 2014, 2, 081506.
12. H. S. Kim, N.-G. Park, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2927.
13. X. Wu, M. T. Trinh, D. Niesner, H. Zhu, Z. Norman, J. S. Owen, O. Yaffe, B. J. Kudisch, X.-Y. Zhu, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2089.
14. G. Xing, B. Wu, S. Chen, J. Chua, N. Yantara, S. Mhaisalkar, N. Mathews, T. C. Sum, Small 2015, 11, 3606.
15. Z. Xiao, Y. Yuan, Y. Shao, Q. Wang, Q. Dong, C. Bi, P. Sharma, A. Gruverman, J. Huang, Nat. Mater. 2015, 14, 193.
16. 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.
17. T.-Y. Yang, G. Gregori, N. Pellet, M. Grätzel, J. Maier, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 7905.
18. N. J. Jeon, J. H. Noh, Y. C. Kim, W. S. Yang, S. Ryu, S. I. Seok, Nat. Mater. 2014, 13, 897.
19. W. Nie, H. Tsai, R. Asadpour, A. J. Neukirch, G. Gupta, J. J. Crochet, M. Chhowalla, S. Tretiak, M. A. Alam, H.-L. Wang, Science 2015, 347, 522.
20. Y. Shao, Z. Xiao, C. Bi, Y. Yuan, J. Huang, Nat. Commun. 2014, 5, 5784.
21. C. Eames, J. M. Frost, P. R. F. Barnes, B. C. O'Regan, A. Walsh, M. S. Islam, Nat. Commun. 2015, 6, 7497.
22. J. M. Azpiroz, E. Mosconi, J. Bisquert, F. De Angelis, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 2118.
23. W. Tress, N. Marinova, T. Moehl, S. M. Zakeeruddin, M. K. Nazeeruddin, M. Gratzel, Energy. Environ. Sci. 2015, 8, 995.
24. R. S. Sanchez, V. Gonzalez-Pedro, J.-W. Lee, N.-G. Park, Y. S. Kang, I. Mora-Sero, J. Bisquert, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2357.
25. J. M. Frost, K. T. Butler, A. Walsh, APL Mater. 2014, 2, 081506.
26. A. M. A. Leguy, J. M. Frost, A. P. McMahon, V. G. Sakai, W. Kockelmann, C. Law, X. Li, F. Foglia, A. Walsh, B. C. O'Regan, J. Nelson, J. T. Cabral, P. R. F. Barnes, Nat. Commun. 2015, 6, 7124.
27. 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.
28. B. C. O'Regan, P. R. F. Barnes, X. Li, C. Law, E. Palomares, J. M. Marin-Beloqui, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 5087.
29. H.-S. Duan, H. Zhou, Q. Chen, P. Sun, S. Luo, T.-B. Song, B. Bob, Y. Yang, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 112.
30. X. Wu, H. Yu, L. Li, F. Wang, H. Xu, N. Zhao, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 1253.
31. V. Roiati, E. Mosconi, A. Listorti, S. Colella, G. Gigli, F. De Angelis, Nano Lett. 2014, 14, 2168.
32. H. A. Abbas, R. Kottokkaran, B. Ganapathy, M. Samiee, L. Zhang, A. Kitahara, M. Noack, V. L. Dalal, APL Mater. 2015, 3, 016105.
33. V. W. Bergmann, S. A. L. Weber, F. Javier Ramos, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, D. Li, A. L. Domanski, I. Lieberwirth, S. Ahmad, R. Berger, Nat. Commun. 2014, 5, 5001.
34. a) J. You, Y. M. Yang, Z. Hong, T.-B. Song, L. Meng, Y. Liu, C. Jiang, H. Zhou, W.-H. Chang, G. Li, Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 183902;
35. b) J.-H. Im, I.-H. Jang, N. Pellet, M. Grätzel, N.-G. Park, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 927.
36. a) D. A. Egger, E. Edri, D. Cahen, G. Hodes, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 279;
37. b) J. Wei, Y. Zhao, H. Li, G. Li, J. Pan, D. Xu, Q. Zhao, D. Yu, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 3937;
38. c) B. Wu, K. Fu, N. Yantara, G. Xing, S. Sun, T. C. Sum, N. Mathews, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1500829.
39. A. Kumar, S. Sista, Y. Yang, J. Appl. Phys. 2009, 105, 094512.
40. O. Almora, I. Zarazua, E. Mas-Marza, I. Mora-Sero, J. Bisquert, G. Garcia-Belmonte, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 1645.
41. C. Li, D. Credgington, D.-H. Ko, Z. Rong, J. Wang, N. C. Greenham, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 12131.
42. T. M. Brown, R. H. Friend, I. S. Millard, D. J. Lacey, T. Butler, J. H. Burroughes, F. Cacialli, J. Appl. Phys. 2003, 93, 6159.
43. G. U. Bublitz, S. G. Boxer, Annu. Rev. Phys. Chem. 1997, 48, 213.
44. L. Sebastian, G. Weiser, H. Bässler, Chem. Phys. 1981, 61, 125.
45. F. W. Vance, R. D. Williams, J. T. Hupp, Int. Rev. Phys. Chem. 1998, 17, 307.
46. I. H. Campbell, T. W. Hagler, D. I. Smith, J. P. Ferraris, Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 1900.
47. R. Schölin, M. H. Karlsson, S. K. Eriksson, H. Siegbahn, E. M. J. Johansson, H. Rensmo, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 26300.
48. C. Li, G. J. Beirne, G. Kamita, G. Lakhwani, J. Wang, N. C. Greenham, J. Appl. Phys. 2014, 116, 114501.
49. I. H. Campbell, B. K. Crone, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 172113.
50. J. C. De Mello, N. Tessler, S. C. Graham, R. H. Friend, Phys. Rev. B 1998, 57, 12951.
51. L. K. Ono, S. R. Raga, S. Wang, Y. Kato, Y. Qi, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 9074.
52. Y. B. Nian, J. Strozier, N. J. Wu, X. Chen, A. Ignatiev, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 146403.
53. I. Yokota, J. Phys. Soc. Jpn. 1961, 16, 2213.
54. a) H.-S. Kim, S. H. Im, N.-G. Park, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 5615;
55. b) A. Poglitsch, D. Weber, J. Chem. Phys. 1987, 87, 6373.
56. V. D'Innocenzo, G. Grancini, M. J. P. Alcocer, A. R. S. Kandada, S. D. Stranks, M. M. Lee, G. Lanzani, H. J. Snaith, A. Petrozza, Nat. Commun. 2014, 5, 3586.
57. H.-H. Fang, R. Raissa, M. Abdu-Aguye, S. Adjokatse, G. R. Blake, J. Even, M. A. Loi, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 2378.
58. M. B. Salamon, M. Jaime, Rev. Mod. Phys. 2001, 73, 583.
59. G. H. Vineyard, J. Phys. Chem. Solids 1957, 3, 121.
60. J. Haruyama, K. Sodeyama, L. Han, Y. Tateyama, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10048.
61. A. Baumann, S. Väth, P. Rieder, M. C. Heiber, K. Tvingstedt, V. Dyakonov, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 2350.
62. L. A. Frolova, N. N. Dremova, P. A. Troshin, Chem. Commun. 2015, 51, 14917.
63. Y.-H. Kim, H. Cho, J. H. Heo, T.-S. Kim, N. Myoung, C.-L. Lee, S. H. Im, T.-W. Lee, Adv. Mater. 2015, 27, 1248.
64. Y. Zhao, C. Liang, H. Zhang, D. Li, D. Tian, G. Li, X. Jing, W. Zhang, W. Xiao, Q. Liu, F. Zhang, Z. He, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1256.
65. R. A. Parker, Phys. Rev. 1961, 124, 1719.
66. M. Samiee, S. Konduri, B. Ganapathy, R. Kottokkaran, H. A. Abbas, A. Kitahara, P. Joshi, L. Zhang, M. Noack, V. Dalal, M. Samiee, S. Konduri, B. Ganapathy, R. Kottokkaran, Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 153502.
67. C. G. Shuttle, R. Hamilton, B. C. O'Regan, J. Nelson, J. R. Durrant, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 16448.
68. J. Even, L. Pedesseau, J.-M. Jancu, C. Katan, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2999.
69. Z.-H. Wang, Y. Yang, L. Gu, H.-U. Habermeier, R.-C. Yu, T.-Y. Zhao, J.-R. Sun, B.-G. Shen, Nanotechnology 2012, 23, 265202.
70. W. D. Dane, S. M. Vorpahl, S. D. Stranks, H. Nagaoka, G. E. Eperon, M. E. Ziffer, H. J. Snaith, D. S. Ginger, Science 2015, 348, 683.