journal article·2018-10-01Open access

Research Update: Recombination and open-circuit voltage in lead-halide perovskites

Thomas Kirchartz, Lisa Krückemeier, Eva L. Unger

APL Materials· Volume 6· Issue 10

Abstract

The high open-circuit voltage and the slow recombination in lead-halide perovskite solar cells has been one of the main contributors to their success as photovoltaic materials. Here, we review the knowledge on recombination in perovskite-based solar cells, compare the situation with silicon solar cells, and introduce the parameters used to describe recombination and open-circuit voltage losses in solar cells. We first discuss the effect of lifetimes and surface recombination velocities on photovoltaic performance before we study the microscopic origin of charge-carrier lifetimes. The lifetimes depend on defect positions and densities and on the kinetic prefactors that control the phonon-assisted interaction between the extended states in the conduction and valence band and the localized defect states. We finally argue that the key to understand the long lifetimes and high open-circuit voltages is a combination of a low density of deep defects and a slow dissipation of energy via multiphonon processes due to the low phonon energies in the lead-halide perovskites.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Perovskite Materials and Applications · Chalcogenide Semiconductor Thin Films · Quantum Dots Synthesis And Properties

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

IEK5-Photovoltaik, Forschungszentrum Jülich 1 , 52425 Jülich, Germany

Faculty of Engineering and CENIDE, University of Duisburg-Essen 2 , Carl-Benz-Str. 199, 47057 Duisburg, Germany

Chemical Physics and Nano Lund, Lund University 3 , P.O. Box 124, Lund 22100, Sweden

Young Investigator Group Hybrid Materials Formation and Scaling, Helmholtz-Zentrum Berlin GmbH 4 , Kekuléstrasse 5, Berlin 12489, Germany

Funding

Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie · Svenska Forskningsrådet Formas · Bundesministerium für Bildung und Forschung · H2020 Marie Skłodowska-Curie Actions · Helmholtz Association

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