Interface Engineering of Perovskite Hybrid Solar Cells with Solution-Processed Perylene–Diimide Heterojunctions toward High Performance

Beitrag in einer Fachzeitschrift
(Originalarbeit)


Details zur Publikation

Autorinnen und Autoren: Min J, Zhang ZG, Hou Y, Ramírez Quiroz CO, Przybilla T, Bronnbauer C, Guo F, Forberich K, Azimi SH, Ameri T, Spiecker E, Li Y, Brabec C
Zeitschrift: Chemistry of Materials
Verlag: American Chemical Society
Jahr der Veröffentlichung: 2015
Band: 27
Heftnummer: 1
Seitenbereich: 227--234
ISSN: 0897-4756


Abstract


Perovskite hybrid solar cells (pero-HSCs) were demonstrated to be among the most promising candidates within the emerging photovoltaic materials with respect to their power conversion efficiency (PCE) and inexpensive fabrication. Further PCE enhancement mainly relies on minimizing the interface losses via interface engineering and the quality of the perovskite film. Here, we demonstrate that the PCEs of pero-HSCs are significantly increased to 14.0\% by incorporation of a solution-processed perylene–diimide (PDINO) as cathode interface layer between the [6,6]-phenyl-C61 butyric acid methyl ester (PCBM) layer and the top Ag electrode. Notably, for PDINO-based devices, prominent PCEs over 13\% are achieved within a wide range of the PDINO thicknesses (5–24 nm). Without the PDINO layer, the best PCE of the reference PCBM/Ag device was only 10.0\%. The PCBM/PDINO/Ag devices also outperformed the PCBM/ZnO/Ag devices (11.3\%) with the well-established zinc oxide (ZnO) cathode interface layer. This enhanced performance is due to the formation of a highly qualitative contact between PDINO and the top Ag electrode, leading to reduced series resistance (Rs) and enhanced shunt resistance (Rsh) values. This study opens the door for the integration of a new class of easily-accessible, solution-processed high-performance interfacial materials for pero-HSCs.



FAU-Autorinnen und Autoren / FAU-Herausgeberinnen und Herausgeber

Ameri, Tayebeh Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Azimi, Seyed Hamed Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
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)
Guo, Fei
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Hou, Yi
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Min, Jie
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Przybilla, Thomas
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)
Ramírez Quiroz, César Omar
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Spiecker, Erdmann Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)


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


Einrichtungen weiterer Autorinnen und Autoren

Chinese Academy of Sciences (CAS) / 中国科学院


Forschungsbereiche

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


Zitierweisen

APA:
Min, J., Zhang, Z.-G., Hou, Y., Ramírez Quiroz, C.O., Przybilla, T., Bronnbauer, C.,... Brabec, C. (2015). Interface Engineering of Perovskite Hybrid Solar Cells with Solution-Processed Perylene–Diimide Heterojunctions toward High Performance. Chemistry of Materials, 27(1), 227--234. https://dx.doi.org/10.1021/cm5037919

MLA:
Min, Jie, et al. "Interface Engineering of Perovskite Hybrid Solar Cells with Solution-Processed Perylene–Diimide Heterojunctions toward High Performance." Chemistry of Materials 27.1 (2015): 227--234.

BibTeX: 

Zuletzt aktualisiert 2019-29-05 um 15:31