CREATIVE

Korrelation von Defektdichten mit Rekombinationsverlusten in Halogenid-Perowskit-Solarzellen

Perowskit-Solarzellen, die dem neuesten Stand der Technik entsprechen, weisen erhebliche Spannungsverluste in Bezug auf ihre thermodynamische Grenze auf, die auf nicht-strahlende Rekombinationsverluste zurückzuführen sind, die mit der Verteilung der Defektdichten im Perowskit-Volumen und seinen Grenzflächen zu den Transportschichten zusammenhängen. Die Schätzung dieser Defektdichten mit Hilfe herkömmlicher elektrischer Techniken wird durch die große geometrische Kapazität der Dünnschicht-PSCs erschwert, die die Reaktion auf die Defektdichte verdeckt und eine obere Auflösungsgrenze darstellt, unterhalb derer die Defektdichte nicht bekannt ist.

In diesem Projekt gehen wir dieses Problem an, indem wir das Auflösungsvermögen dieser Techniken verbessern, indem wir von vertikalen (Sandwich-)Geräten zu lateralen Geräten übergehen. Darüber hinaus wird eine fortgeschrittene Charakterisierung mit einer Reihe von Zeitbereichs-, Frequenzbereichs- und Lumineszenzmethoden durchgeführt, die mit Drift-Diffusions-Simulationen und Bayes'schen Parameterschätzungsmethoden für eine genaue Parameterschätzung aus experimentellen Daten kombiniert werden. Diese Charakterisierungsstrategie wird zu einer grundlegenden Korrelation zwischen experimentell gemessenen Defektdichten, Lebensdauern und Spannungsverlusten führen, die bisher noch nicht erreicht wurde.

Abbildung 1: Zusammenfassung der wichtigsten Herausforderungen bei der Charakterisierung von Perowskit-Solarzellen und der vorgeschlagenen Lösungen, um diese im Rahmen des CREATIVE-Projekts zu überwinden.