KIT | KIT-Bibliothek | Impressum | Datenschutz

Inkjet‐Printed Micrometer‐Thick Perovskite Solar Cells with Large Columnar Grains

Eggers, Helge 1,2; Schackmar, Fabian 1,2; Abzieher, Tobias 1; Sun, Qing; Lemmer, Uli 1,2; Vaynzof, Yana; Richards, Bryce S. ORCID iD icon 1,2; Hernandez-Sosa, Gerardo ORCID iD icon 1; Paetzold, Ulrich W. ORCID iD icon 1,2
1 Lichttechnisches Institut (LTI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Transferring the high power conversion efficiencies (PCEs) of spin-coated perovskite solar cells (PSCs) on the laboratory scale to large-area photovoltaic modules requires a significant advance in scalable fabrication methods. Digital inkjet printing promises scalable, material, and cost-efficient deposition of perovskite thin films on a wide range of substrates and in arbitrary shapes. In this work, high-quality inkjet-printed triple-cation (methylammonium, formamidinium, and cesium) perovskite layers with exceptional thicknesses of >1 μm are demonstrated, enabling unprecedentedly high PCEs > 21% and stabilized power output efficiencies > 18% for inkjet-printed PSCs. In-depth characterization shows that the thick inkjet-printed perovskite thin films deposited using the process developed herein exhibit a columnar crystal structure, free of horizontal grain boundaries, which extend over the entire thickness. A thin film thickness of around 1.5 μm is determined as optimal for PSC for this process. Up to this layer thickness X-ray photoemission spectroscopy analysis confirms the expected stoichiometric perovskite composition at the surface and shows strong deviations and inhomogeneities for thicker thin films. ... mehr

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)
Universität Karlsruhe (TH) – Interfakultative Einrichtungen (Interfakultative Einrichtungen)
Karlsruhe School of Optics & Photonics (KSOP)
Lichttechnisches Institut (LTI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsdatum 11.02.2020
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1614-6832, 1614-6840
KITopen-ID: 1000105473
HGF-Programm 43.23.04 (POF III, LK 01) Nanophotonics for Energy Conversion
Erschienen in Advanced energy materials
Verlag Wiley-VCH Verlag
Band 10
Heft 6
Seiten Art. Nr.: 1903184
Vorab online veröffentlicht am 19.12.2019
Nachgewiesen in Scopus
Web of Science
Dimensions
OpenAlex
Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 7 – Bezahlbare und saubere Energie

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000105473
Veröffentlicht am 15.06.2020
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1002/aenm.201903184
Scopus
Zitationen: 178
Web of Science
Zitationen: 180
Dimensions
Zitationen: 181
Seitenaufrufe: 375
seit 31.01.2020
Downloads: 387
seit 16.06.2020
Cover der Publikation
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
KITopen Landing Page