Оптимизация эксперимента по нейтронной рефлектометрии на тонких пленках гибридных перовскитов для фотовольтаики

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Гибридные перовскитные материалы на основе металлоорганических структур привлекают большое внимание, так как позволяют достичь достаточно высокой конверсии солнечного излучения в фототок при сравнительной простоте производства. Представлен модельный анализ возможности экспериментального детектирования и характеризации слоя галогенида свинца, образующегося на границе внутреннего раздела при деградации пленки гибридного перовскитного фотовольтаика, посредством нейтронной рефлектометрии в режиме in situ. Из сравнения расчетных кривых зеркального отражения выделены соотношения между параметрами компонентов системы, при которых, несмотря на слабые в целом изменения кривых, удается в той или иной мере проследить эволюцию обозначенного слоя.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. В. Авдеев

Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”

Автор, ответственный за переписку.
Email: avd@nf.jinr.ru

Лаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка

Россия, Дубна, Московская область; Дубна, Московская область

Т. В. Тропин

Объединенный институт ядерных исследований

Email: avd@nf.jinr.ru

Лаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка

Россия, Дубна, Московская область

В. В. Садилов

Объединенный институт ядерных исследований

Email: avd@nf.jinr.ru

Лаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка

Россия, Дубна, Московская область

Список литературы

  1. Миличко В.А., Шалин А.С., Мухин И.С. и др. // УФН 2016. Т. 186. № 8. С. 801.
  2. Park N.-G. // Mater. Today 2015. V. 18. №. 2. P. 65.
  3. Park N.-G., Zhu K. // Nature Rev. 2020. V. 5. P. 333.
  4. Kim J.-Y., Lee J.-W., Jug H.-S., et. al. // Chem. Rev. 2020. V. 120. № 15. P. 7867.
  5. Liu S., Guan Y., Sheng Y., et. al. // Adv. Energy Mater. 2019. V. 10. № 13. 1902492.
  6. Salado M., Contreras-Bernal L., Calio L., et. al. // Mater. Chem. A 2017. V. 5. P. 10917.
  7. Salado M., Calio L., Contreras-Bernal L., et. al. // Materials 2018. V. 11. P. 1073.
  8. Yoo J.J., Seo G., Chua M.R., et. al. // Nature 2021. V. 590. P. 587.
  9. Akbulatov A.F., Ustinova M.I., Gutsev L., et. al. // Nano Energy 2021. V. 86. 106082.
  10. Akbulatov A.F., Ustinova M.I., Shilov G.V., et. al. // J. Phys. Chem. Lett. 2021. V. 12. P. 4362.
  11. Jeong M., Choi I.W., Go E.M., et. al. // Science 2020. V. 369. P. 1615.
  12. Li Y., Cui K., Xu X., Chen J., et. al. // J. Phys. Chem. C 2020. V. 124. № 28. P. 15107.
  13. Owejan J.E., Owejan J.P., De Caluwe S.C., Dura J.A. // Chem. Mater. 2012. V. 24. P. 2133.
  14. Avdeev M.V., Rulev A.A., Bodnarchuk V.I., et al. // Appl. Surf. Sci. 2017. V. 424. P. 378.
  15. Авдеев М.В., Гапон И.В., Меркель Д. и др. // Поверхность. Рентген. синхротр. нейтрон. исслед. 2022. № 8. C. 46.
  16. Матвеев В.А., Плешанов Н.К., Геращенко О.В., Байрамуков В.Ю. // Поверхность. Рентген. синхротр. нейтрон. исслед. 2014. № 10. С. 34.
  17. Петренко В.И., Косячкин Е.Н., Булавин Л.А., Авдеев М.В.// Поверхность. Рентген. синхротр. нейтрон. исслед. 2018. № 7. С. 20.
  18. Nelson A. // J. Appl. Cryst. 2006. V. 39. P. 273.
  19. Avdeev M.V., Rulev A.A., Ushakova E.E., et al. // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 486. P. 287.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема эксперимента по зеркальному отражению в нейтронной рефлектометрии на системе Si/SiO2/Me/TiO2/PbI2/MAPI (а) и соответствующий ему профиль ПДР с обозначениями параметров компонент (б). Под Me подразумевается квазиоднородный мультислойный Ti/Ni0.9Mo0.1 с варьированием ПДР посредством изменения соотношения между толщин подслоев от Ti до Ni0.9Mo0.1 (табл. 1). Штриховым кружком выделен слой PbI2, образующийся при деградации пленки MAPI, который необходимо обнаружить и получить его параметры (толщину и ПДР).

Скачать (16KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Расчетные изменения кривых отражения для системы Si/SiO2 2.5 нм/Me 30 нм/TiO2 2.5 нм/PbI2 [0–5 нм]/MAPI при появлении и росте слоя PbI2 (r = 1.606 × 1010 см–2) для разных значений rMe: –1.925 (а), 2.6 (б), 4.2 (в), 8.632 (г) в единицах 1010 см–2. Обозначение кривых для разных толщин PbI2: 1 (сплошная линия) — 0 нм, 2 (штриховая линия) — 2.5 нм, 2 (штрихпунктирная линия) — 5 нм.

Скачать (47KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Расчетные кривые отражения для системы Si/SiO2 2.5 нм/Me 30 нм/TiO2 2.5 нм/PbI2 5 нм/MAPI для разной плотности слоя PbI2. ПДР металлического слоя rMe = 2.6 ×1010 см–2. Обозначение кривых для разных плотностей PbI2: 1 (сплошная линия) — 1.606, 2 (штриховая линия) — 1.3, 2 (штрихпунктирная линия) — 1.3 в единицах 1010 см–2.

Скачать (13KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024