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Study of Ion Migration in Perovskite Solar Cells via X-ray Photoemission Spectroscopy Imaging and Photoluminescence Microscopy

Projektbeschreibung

Perowskit-Solarzellen mit verbesserter Stabilität

Organisch-anorganische Hybrid-Perowskit-Solarzellen haben aufgrund ihrer neuartigen optoelektronischen Eigenschaften und der außergewöhnlichen Fortschritte in Bezug auf die Leistung im aufstrebenden Gebiet der Fotovoltaik viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Probleme mit der Stabilität und Skalierbarkeit behindern jedoch die Kommerzialisierung der Perowskit-Solarzellen, was besonders für industrielle Anwendungen gilt. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführte Projekt IONMIGRATIONPSC konzentriert sich auf das Ziel, mithilfe elektrischer und spektroskopischer Verfahren Ionendefekte und insbesondere ihre Migration in Perowskitmaterialien zu erforschen. Es wird die Auswirkungen der Perowskitzusammensetzung, der Schichtmikrostruktur und der Abschwächungsstrategien auf die Ionenmigration erkunden und untersuchen, wie die Ionenmigration die Stabilität von Perowskitmaterialien beeinflusst. Insgesamt wird das Projekt wertvolle Einblicke in die Ionenmigration in Perowskit-Solarzellen zulassen sowie zur Verbesserung der Stabilität der Module beitragen.

Ziel

Organic-inorganic hybrid perovskite solar cells (PSCs) attract enormous attention in the field of emerging photovoltaics due to their unique optoelectronic properties and unprecedented advances in performance. In just over a decade, the power conversion efficiency of PSCs has increased from 3.9% to 25.5%, suggesting this technology might be ready for large-scale exploitation in industrial applications. However, stability and scalability are some of the major concerns that impede the commercialisation of PSCs. Among these, exploring strategies to enhance the long-term stability of PSCs is a main research topic in the perovskite community. While it is generally considered that ionic defect states in the perovskite layer such as vacancies, interstitial sites, anti-site substitutions as well as surface and grain boundary defects inevitably lead to the degradation of PSCs, much remains unknown about the fundamental nature of ionic defects and in particular their migration in perovskite materials. This project will focus on the study of ion migration by a unique combination of electrical and spectroscopic methods which will allow tracking changes in both the compositional and optoelectronic properties of perovskites with the same spatial resolution and thus directly linking the migration of ionic species to their effect on material properties. By applying this novel methodology, I will explore the effects of perovskite composition, film microstructure and mitigation strategies on the ion migration and investigate how ion migration impacts the stability of perovskite materials. This project will significantly expand our current understanding of ion migration in PSCs and provide valuable insights for enhancing device stability.

Wissenschaftliches Gebiet

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Koordinator

TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN
Netto-EU-Beitrag
€ 185 441,36
Adresse
HELMHOLTZSTRASSE 10
01069 Dresden
Deutschland

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Region
Sachsen Dresden Dresden, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
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