Moisture-assisted Crystallization of Inorganic Perovskite CsPbI3 Film

doi:10.7503/cjcu20210228

Abstract

Abstract:

Moisture-assisted recrystallization strategy was used to improve the quality of CsPbI₃ film， and the influence of different relative humidity（RH） on the crystallization was investigated by studying the morphology， trap-induced recombination， and photovoltaic performance. The results showed that different from the CsPbI₃ films annealed at 0%RH with obvious grain boundaries， the ones at appropriate humidity show more compact binding between grains， which suppresses the nonradiative recombination. However， excessive humidity causes rougher surface which will affect the interface contact. By comparison， CsPbI₃ films annealed at 7%RH have significantly reduced trap density， increased carrier lifetime， and restrained nonradiative recombination. The photovoltaic performance test shows that the open circuit voltage（V_oc） and fill factor（FF） increase a lot and an efficiency of 15.28% is obtained.

Key words: CsPbI₃ film, Moisture-assist, Annealed crystallization

CLC Number:

O649.4

TrendMD:

LI Yanyan, DUAN Linrui, LUO Jingshan. Moisture-assisted Crystallization of Inorganic Perovskite CsPbI₃ Film[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(6): 1785.

Figures/Tables 11

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RH(%)	τ₁/ns	A₁(%)	τ₂/ns	A₂(%)	τ_ave/ns
0	1.46	3.76	7.72	96.24	7.48
7	3.39	1.62	17.93	98.38	17.69
14	3.33	6.13	15.05	93.87	14.33
20	2.22	6.19	9.96	93.81	9.48

RH(%)	τ₁/ns	A₁(%)	τ₂/ns	A₂(%)	τ_ave/ns
0	1.46	3.76	7.72	96.24	7.48
7	3.39	1.62	17.93	98.38	17.69
14	3.33	6.13	15.05	93.87	14.33
20	2.22	6.19	9.96	93.81	9.48

RH(%)	V_TFL/V	ε	L/nm	10^-16n_t/cm^-3
0	2.29	6.32	278	2.07
7	1.56	6.32	278	1.41
14	1.72	6.32	278	1.55
20	1.77	6.32	278	1.60

RH(%)	V_TFL/V	ε	L/nm	10^-16n_t/cm^-3
0	2.29	6.32	278	2.07
7	1.56	6.32	278	1.41
14	1.72	6.32	278	1.55
20	1.77	6.32	278	1.60

RH(%)	J_sc/(mA·cm^-2)	V_oc/V	FF(%)	PCE(%)
0	15.86	0.70	52.19	5.81
7	17.80	1.08	79.47	15.28
14	17.69	1.04	78.57	14.42
20	17.33	1.04	72.92	13.16

Moisture-assisted Crystallization of Inorganic Perovskite CsPbI₃ Film

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Device	J_sc/(mA·cm^-2)	V_oc/V	FF(%)	PCE(%)
CsPbI_2.25Br_0.75	15.68	1.22	78.19	15.05
CsPbI_2.5Br_0.5	16.44	1.20	75.68	15.04
CsPbI_2.85Br_0.15	17.53	1.13	71.91	15.30