AEM:浅层和深层缺陷如何驱动碘化锡钙钛矿中的载流子动力学

文摘   2025-01-25 07:55   河南  

由于电子掺杂和载流子俘获之间的相互作用,锡卤化物钙钛矿 (THP) 表现出复杂的载流子动力学,这两者都会影响器件性能。评估陷阱态的影响具有挑战性,因为带有掺杂剂空穴和陷阱的光生电子复合的时间尺度经常重叠。

在这里,意大利理工学院Isabella Poli和Annamaria Petrozza等人将瞬态吸收光谱 (TAS) 在广泛的光谱和时间范围内使用,从可见光到近红外,从飞秒到微秒,以探测亚带隙和带边跃迁,同时通过化学处理操纵缺陷和掺杂密度。以三碘化锡钙钛矿为重点,由于高电子掺杂密度导致的快速载流子复合被认为是载流子损耗的主要来源。然而,由两种不同类型的缺陷引起的深电子陷阱态被识别出来:表面 Sn(IV) 缺陷和锡间隙。表面 Sn(IV) 缺陷在光生载流子的损失中起着关键作用,但可以通过添加 SnF 2 来减轻其密度,从而延长载流子寿命。然而,过量的 SnF 2 促进了锡间隙陷阱的稳定,突出了缺陷控制的微妙平衡。

此外,近红外 TAS 揭示了与浅陷阱相关的亚带隙跃迁,这有助于在数十皮秒内实现带边缘重新填充。这项工作解开了掺杂和陷阱介导过程对 THP 中光电机制的贡献,为缺陷管理以优化性能提供了见解。

A. Treglia, A. Olivati, V. Romano, A. Iudica, G. M. Paternò, I. Poli, A. Petrozza, How Shallow and Deep Defects Drive Carrier Dynamics in Tin-Iodide Perovskites. Adv. Energy Mater. 2025, 2404905.
https://doi.org/10.1002/aenm.202404905


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