魏茨曼科学研究所团队最新AM:表面缺陷控制多晶铅卤化物钙钛矿中的体载流子密度

文摘   2024-11-01 19:56   瑞士  

半导体的 (光)电子行为取决于其 (准)自由电子载流子密度。这些密度受半导体掺杂(即受控的“电子污染”)的调节。对于金属卤化物钙钛矿 (HaP),这种用于多种器件类型的功能材料已经对半导体特性的一些理解提出了挑战,魏茨曼科学研究所团队的研究表明,掺杂类型、密度和由此衍生的特性,在近似值上是通过其表面控制的,相关成果于2024年10月31日发表于Advanced Materials期刊。这种效应与所有半导体相关,并且已经在某些半导体中发现,对于铅 (Pb)-HaP 来说非常明显,因为它们本质上具有较低的电活性体积和表面缺陷密度。大多数多晶 Pb-HaP 薄膜(<1 µm 晶粒直径)的体积载流子密度低于甚至 < 0.1% 的表面位置是电活性缺陷所导致的密度。这意味着并且与界面缺陷控制多层结构中的 HaP 器件相一致,其中大部分作用发生在两个 HaP 界面上。表面和界面钝化对本体电性能的影响与所有半导体都相关,对于开发当今使用的半导体至关重要。然而,由于在受控的 ppm 水平下向 HaP 中引入本体掺杂剂以实现与电子相关的载流子密度非常困难,因此钝化效应更为关键,并且大致决定了器件中的光电特性。

论文信息:D. Cahen, Y. Rakita, D. A. Egger, A. Kahn, Surface Defects Control Bulk Carrier Densities in Polycrystalline Pb-Halide Perovskites. Adv. Mater. 2024, 2407098. https://doi.org/10.1002/adma.202407098

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