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Ferroelectricity and Crystal Phases in Mixed‐Cation Lead Iodide Perovskite Solar Cells

Schulz, Alexander Deniz ORCID iD icon 1,2; Schmitt, Max Oliver 1,2; Braun, Moritz 3; Colsmann, Alexander ORCID iD icon 1,2; Hinterstein, Manuel 3; Röhm, Holger ORCID iD icon 1,2
1 Lichttechnisches Institut (LTI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Materialwissenschaftliches Zentrum für Energiesysteme (MZE), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Angewandte Materialien – Keramische Werkstoffe und Technologien (IAM-KWT1), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

After the discovery of ferroelectricity in archetypal methylammonium lead iodide (MAPbI$_3$), the discussion arose, if more advanced derivatives thereof are also ferroelectric and to what extent the polar domains mitigate detrimental charge carrier recombination in perovskite solar cells. Herein, the A-site cation methylammonium is gradually substituted with formamidinium and cesium. The domain contrast measured by piezoresponse force microscopy is correlated with the distortion of the crystal structure measured by X-ray diffraction. By Rietveld analysis, a detailed structural model together with texture information is determinded, which reveals an intriguing interplay between lead iodide and the perovskite phases. Finally, the bearing of ferroelectric domains in mixed-cation perovskites on the solar cell performance is discussed.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000152085
Veröffentlicht am 31.10.2022
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien – Keramische Werkstoffe und Technologien (IAM-KWT1)
Lichttechnisches Institut (LTI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2022
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2367-198X
KITopen-ID: 1000152085
HGF-Programm 38.01.02 (POF IV, LK 01) Materials and Interfaces
Erschienen in Solar RRL
Verlag John Wiley and Sons
Band 6
Heft 12
Seiten Art.-Nr.: 2200808
Vorab online veröffentlicht am 29.09.2022
Schlagwörter ferroelectricity, organic metal halides, perovskite solar cells, piezoresponse force microscopy, X-ray diffraction
Nachgewiesen in Web of Science
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