Pushing efficiency limits for semitransparent perovskite solar cells

Beitrag in einer Fachzeitschrift
(Originalarbeit)


Details zur Publikation

Autorinnen und Autoren: Ramírez Quiroz CO, Levchuk I, Bronnbauer C, Salvador MF, Forberich K, Heumüller T, Hou Y, Schweizer P, Spiecker E, Brabec C
Zeitschrift: Journal of Materials Chemistry A
Jahr der Veröffentlichung: 2015
Band: 3
Heftnummer: 47
Seitenbereich: 24071-24081
ISSN: 2050-7488
eISSN: 2050-7496
Sprache: Englisch


Abstract


While perovskite-based semitransparent solar cells deliver competitive levels of transparency and efficiency to be envisioned for urban infrastructures, the complexity and sensitivity of their processing conditions remain challenging. Here, we introduce two robust protocols for the processing of sub-100 nm perovskite films, allowing fine-tuning of the active layer without compromising the crystallinity and quality of the semiconductor. Specifically, we demonstrate that a method based on solvent-induced crystallization with a rapid drying step affords perovskite solar cells with 37% average visible transmittance (AVT) and 7.8% PCE. This process enhances crystallization with a preferential phase orientation presumably at the interface, yielding a high fill factor of 72.3%. The second method is based on a solvent-solvent extraction protocol, enabling active layer films as thin as 40 nm and featuring room-temperature crystallization in an ambient environment on a few second time span. As a result, we demonstrate a maximum AVT of 46% with an efficiency of 3.6%, which is the highest combination of efficiency and transparency for a full device stack to date. By combining the two methods presented here we cover a broad range of thicknesses vs. transparency values and confirm that solvent-induced crystallization represents a powerful processing strategy toward high-efficiency semitransparent solar cells. Optical simulations support our experimental findings and provide a global perspective of the opportunities and limitations of semitransparent perovskite photovoltaic devices.



FAU-Autorinnen und Autoren / FAU-Herausgeberinnen und Herausgeber

Brabec, Christoph Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Bronnbauer, Carina
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Forberich, Karen Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Heumüller, Thomas Dr.-Ing.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Hou, Yi
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Levchuk, Ievgen
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Ramírez Quiroz, César Omar
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Salvador, Michael Filipe Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Schweizer, Peter
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)
Spiecker, Erdmann Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)


Zusätzliche Organisationseinheit(en)
Interdisziplinäres Zentrum, Center for Nanoanalysis and Electron Microscopy (CENEM)
Sonderforschungsbereich 953/2 Synthetische Kohlenstoffallotrope
Graduiertenkolleg 1896/2 In situ Mikroskopie mit Elektronen, Röntgenstrahlen und Rastersonden
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)
Exzellenz-Cluster Engineering of Advanced Materials


Forschungsbereiche

B Nanoelectronic Materials
Exzellenz-Cluster Engineering of Advanced Materials
A2 Nanoanalysis and Microscopy
Exzellenz-Cluster Engineering of Advanced Materials


Zitierweisen

APA:
Ramírez Quiroz, C.O., Levchuk, I., Bronnbauer, C., Salvador, M.F., Forberich, K., Heumüller, T.,... Brabec, C. (2015). Pushing efficiency limits for semitransparent perovskite solar cells. Journal of Materials Chemistry A, 3(47), 24071-24081. https://dx.doi.org/10.1039/c5ta08450d

MLA:
Ramírez Quiroz, César Omar, et al. "Pushing efficiency limits for semitransparent perovskite solar cells." Journal of Materials Chemistry A 3.47 (2015): 24071-24081.

BibTeX: 

Zuletzt aktualisiert 2019-22-08 um 21:51