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In Situ Investigation of the Cu/CH3NH3PbI3 Interface in Perovskite Device
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2021-05-25 , DOI: 10.1002/admi.202100120 Honghe Ding 1 , Kangrong Yan 2 , Bairu Li 3 , Wanpei Hu 3 , Lingbo Jia 3 , Shah Zareen 1 , Eva Marie Freiberger 4 , Jianmin Huang 1 , Jun Hu 1 , Qian Xu 1 , Yu Li 1 , Shangfeng Yang 3 , Changzhi Li 2 , Yifan Ye 1 , Junfa Zhu 1
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2021-05-25 , DOI: 10.1002/admi.202100120 Honghe Ding 1 , Kangrong Yan 2 , Bairu Li 3 , Wanpei Hu 3 , Lingbo Jia 3 , Shah Zareen 1 , Eva Marie Freiberger 4 , Jianmin Huang 1 , Jun Hu 1 , Qian Xu 1 , Yu Li 1 , Shangfeng Yang 3 , Changzhi Li 2 , Yifan Ye 1 , Junfa Zhu 1
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In this study, the electronic properties and chemical stability of the Cu/CH3NH3PbI3 interface are investigated in situ by a combination of X-ray photoelectron spectroscopy and synchrotron radiation photoemission spectroscopy (SRPES). The morphology of Cu deposited perovskite surface is monitored by scanning electron microscopy. The results show that the Cu/CH3NH3PbI3 interface is very stable and no chemical reaction between Cu and the perovskite takes place. Moreover, a 0.45 eV interface dipole and a 0.15 eV upward band bending are obtained at the Cu/CH3NH3PbI3 interface. Based on these fundamental findings, a prototype of Cu/CH3NH3PbI3/NiOx/indium tin oxide solar cell device is constructed to check the power conversion efficiency (PCE) and device stability. Although no electron transport material is used in this device, it still exhibits decent performance. The PCE of the device reaches up to 9.99% and remains almost unchanged over a long-time (49 d) storage in a N2-filled glovebox. Through this study it is demonstrated that fundamental understanding of the interfacial structure of a perovskite solar cell is essential in pursuit of rational design of superior perovskite solar cells, and moreover, Cu is a promising electrode candidate for perovskite solar cells.
中文翻译：
钙钛矿器件中Cu/CH3NH3PbI3界面的原位研究
在这项研究中，通过结合 X 射线光电子能谱和同步辐射光电子能谱 (SRPES)，原位研究了 Cu/CH 3 NH 3 PbI 3界面的电子性质和化学稳定性。Cu沉积钙钛矿表面的形态通过扫描电子显微镜监测。结果表明，Cu/CH 3 NH 3 PbI 3界面非常稳定，Cu与钙钛矿之间没有发生化学反应。此外，在 Cu/CH 3 NH 3 PbI 3处获得了 0.45 eV 的界面偶极子和 0.15 eV 的向上带弯曲界面。基于这些基本发现，构建了 Cu/CH 3 NH 3 PbI 3 /NiO x /氧化铟锡太阳能电池器件的原型，以检查功率转换效率 (PCE) 和器件稳定性。尽管该器件中没有使用电子传输材料，但它仍然表现出不错的性能。该装置的 PCE 高达 9.99%，并且在充满 N 2 的手套箱中长时间（49 天）储存后几乎保持不变。通过这项研究表明，对钙钛矿太阳能电池的界面结构的基本了解对于追求优质钙钛矿太阳能电池的合理设计至关重要，而且，Cu 是钙钛矿太阳能电池的有前途的电极候选者。
更新日期：2021-06-24
中文翻译：
钙钛矿器件中Cu/CH3NH3PbI3界面的原位研究
在这项研究中，通过结合 X 射线光电子能谱和同步辐射光电子能谱 (SRPES)，原位研究了 Cu/CH 3 NH 3 PbI 3界面的电子性质和化学稳定性。Cu沉积钙钛矿表面的形态通过扫描电子显微镜监测。结果表明，Cu/CH 3 NH 3 PbI 3界面非常稳定，Cu与钙钛矿之间没有发生化学反应。此外，在 Cu/CH 3 NH 3 PbI 3处获得了 0.45 eV 的界面偶极子和 0.15 eV 的向上带弯曲界面。基于这些基本发现，构建了 Cu/CH 3 NH 3 PbI 3 /NiO x /氧化铟锡太阳能电池器件的原型，以检查功率转换效率 (PCE) 和器件稳定性。尽管该器件中没有使用电子传输材料，但它仍然表现出不错的性能。该装置的 PCE 高达 9.99%，并且在充满 N 2 的手套箱中长时间（49 天）储存后几乎保持不变。通过这项研究表明，对钙钛矿太阳能电池的界面结构的基本了解对于追求优质钙钛矿太阳能电池的合理设计至关重要，而且，Cu 是钙钛矿太阳能电池的有前途的电极候选者。
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