Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
DP
Daniel Prochowicz
Author with expertise in Perovskite Solar Cell Technology
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
12
(50% Open Access)
Cited by:
1,457
h-index:
42
/
i10-index:
94
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Phase Segregation in Cs-, Rb- and K-Doped Mixed-Cation (MA)x(FA)1–xPbI3 Hybrid Perovskites from Solid-State NMR

Dominik Kubicki et al.Sep 11, 2017
Hybrid (organic-inorganic) multication lead halide perovskites hold promise for a new generation of easily processable solar cells. Best performing compositions to date are multiple-cation solid alloys of formamidinium (FA), methylammonium (MA), cesium, and rubidium lead halides which provide power conversion efficiencies up to around 22%. Here, we elucidate the atomic-level nature of Cs and Rb incorporation into the perovskite lattice of FA-based materials. We use 133Cs, 87Rb, 39K, 13C, and 14N solid-state MAS NMR to probe microscopic composition of Cs-, Rb-, K-, MA-, and FA-containing phases in double-, triple-, and quadruple-cation lead halides in bulk and in a thin film. Contrary to previous reports, we have found no proof of Rb or K incorporation into the 3D perovskite lattice in these systems. We also show that the structure of bulk mechanochemical perovskites bears close resemblance to that of thin films, making them a good benchmark for structural studies. These findings provide fundamental understanding of previously reported excellent photovoltaic parameters in these systems and their superior stability.
0

Formation of Stable Mixed Guanidinium–Methylammonium Phases with Exceptionally Long Carrier Lifetimes for High-Efficiency Lead Iodide-Based Perovskite Photovoltaics

Dominik Kubicki et al.Feb 11, 2018
Methylammonium (MA)- and formamidinium (FA)-based organic–inorganic lead halide perovskites provide outstanding performance as photovoltaic materials, due to their versatility of fabrication and their power conversion efficiencies reaching over 22%. The proposition of guanidinium (GUA)-doped perovskite materials generated considerable interest due to their potential to increase carrier lifetimes and open-circuit voltages as compared to pure MAPbI3. However, simple size considerations based on the Goldschmidt tolerance factor suggest that guanidinium is too big to completely replace methylammonium as an A cation in the APbI3 perovskite lattice, and its effect was thus ascribed to passivation of surface trap states at grain boundaries. As guanidinium was not thought to incorporate into the MAPbI3 lattice, interest waned since it appeared unlikely that it could be used to modify the intrinsic perovskite properties. Here, using solid-state NMR, we provide for the first time atomic-level evidence that GUA is directly incorporated into the MAPbI3 and FAPbI3 lattices, forming pure GUAxMA1–xPbI3 or GUAxFA1–xPbI3 phases, and that it reorients on the picosecond time scale within the perovskite lattice, which explains its superior charge carrier stabilization capacity. Our findings establish a fundamental link between charge carrier lifetimes observed in photovoltaic perovskites and the A cation structure in ABX3-type metal halide perovskites.
0
Paper
Citation252
0
Save
0

Controllable Perovskite Crystallization via Antisolvent Technique Using Chloride Additives for Highly Efficient Planar Perovskite Solar Cells

Mohammad Tavakoli et al.Mar 5, 2019
Abstract The presence of surface and grain boundary defects in organic–inorganic halide perovskite films can be detrimental to both the performance and operational stability of perovskite solar cells (PSCs). Here, the effect of chloride additives is studied on the bulk and surface defects of the mixed cation and halide PSCs. It is found that using an antisolvent technique, the perovskite film is divided into two layers, i.e., a bottom layer with large grains and a thin capping layer with small grains. The addition of formamidinium chloride (FACl) into the precursor solution removes the small‐grained perovskite capping layer and suppresses the formation of bulk and surface defects, providing a perovskite film with enhanced crystallinity and large grain size of over 1 µm. Time‐resolved photoluminescence measurements show longer lifetimes for perovskite films modified by FACl and subsequently passivated by 1‐adamantylamine hydrochloride as compared to the reference sample. Impedance spectroscopy measurements show that these treatments reduce the recombination in the PSCs, leading to a champion device with power conversion efficiency (PCE) of 21.2%, an open circuit voltage of 1152 mV and negligible hysteresis. The Cl treated PSC also shows improved operational stability with only 12% PCE loss after 700 h under continuous illumination.
0

Enhancing Stability of Microwave‐Synthesized Cs2SnxTi1‐xBr6 Perovskite by Cation Mixing

Emmanuel Reyes-Francis et al.Dec 10, 2024
The double‐perovskite material Cs2TiBr6 shows excellent photovoltaic potential, making it a promising alternative to lead‐based materials. However, its high susceptibility to degradation in air has raised concerns about its practical application. This study introduces an interesting synthesis approach that significantly enhances the stability of Cs2TiBr6 powder. We implemented a gradual cation exchange process by substituting Ti4+ with Sn4+ in the efficient microwave‐assisted synthesis method, developing a double perovskite Cs2SnxTi1‐xBr6 type. A systematic study of increasing concentration of Sn4+ in Cs2TiBr6 perovskite has been performed to analyze the effect of Sn‐doping degree on the chemical and thermal stability of the material and the optical features in both nitrogen and ambient atmospheres, significantly increasing the stability of the material in the air for over a week. Furthermore, introducing Sn4+ results in a more uniform polygonal crystal morphology of the powders and a slight band gap broadening. We show that microwave‐assisted synthesis is highly efficient and cost‐effective in producing more sustainable lead‐free perovskite materials with enhanced stability and desirable electrical characteristics. This work suggests a promising method for synthesizing perovskite materials, opening new routes for scientific research and applications.
0

T-Shaped-N-Doped Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: A New Concept of Dopant-Free Organic Hole-Transporting Materials for Perovskite Solar Cells

Jakub Wagner et al.Nov 18, 2024
Although metal halide perovskites are positioned as the most powerful light-harvesting materials for sustainable energy conversion, there is a need for a thorough understanding of molecular design principles that would guide better engineering of organic hole-transporting materials, which are vital for boosting the performance and stability of perovskite solar cells. To address this formidable challenge, here, we developed a new design strategy based on the curved N-doped polycyclic aromatic hydrocarbon merged with T-shaped phenazines being decorated with (phenyl)-di-p-methoxyphenylamine (OMeTAD)─N-PAH23/24 and -3,6-ditertbutyl carbazole (TBCz)─N-PAH25/26. As N-PAH23/24 exhibited satisfying thermal stability, the comparative studies performed with various experimental and simulation methods revealed a pronounced correlation between the depth of the central cyclazine core and the form of the T-shape units. This proved to be a crucial factor in controlling their π–π intermolecular interaction as well as self-assembly behavior with the perovskite layer, leading to enhanced humidity resistance, operational stability, and a maximum power conversion efficiency of 20.39% denoted for N-PAH23, which is superior to the benchmarked device with doped spiro-OMeTAD (19.23%). These studies not only resulted in optimized stability and device performance but also opened a conceptually new chemical space in the photovoltaic technology.
Load More