Разработка методов снижения деградации солнечных элементов, содержащих органические и неорганические материалы кристаллической структуры перовскит тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Дегтерев Александр Эдуардович

• Дегтерев Александр Эдуардович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Дегтерев Александр Эдуардович

Введение

1 Гибридные и неорганические перовскиты для фотовольтаических элементов

1.1 Структура перовскита

1.2 Гибридные перовскиты и факторы, влияющие на их деградацию

1.2.1 Влажность окружающей среды

1.2.2 Влияние температуры

1.2.3 Деградация при засветке солнечных элементов

1.2.4 Дефекты и внутренние факторы деградации

1.3 Потенциал неорганических перовскитов

1.4 Структура перовскитных солнечных элементов

1.5 Характеристика структур

1.5.1 Измерение вольт-амперных характеристик

1.5.2 Спектры поглощения

1.5.3 Измерение угла контакта с водой

1.5.4 Карты отклонения фотолюминесценции по поверхности

1.6 Выводы по главе

2 Моделирование и создание фотовольтаических элементов на основе неорганических перовскитов

2.1 Моделирование солнечных элементов на основе неорганических перовскитов СбРЬЬ и СбРЬВп

2.2.1 Расчет параметров фотоактивных слоёв

2.2.2 Структура моделируемого солнечного элемента

2.2 Создание экспериментальных образцов солнечных элементов на основе неорганического перовскита СбРЬЬ

2.3 Снижение деградации солнечных элементов на основе СбРЬЬ

2.4 Выводы по главе

3 Издание фотовольтаических элементов на основе гибридных перовскитов для солнечной энергетики

3.1 Методика формирования и исследование перовскита MAPbI2Br

3.2 Методика формирования и исследование перовскита CsFAMA

3.3 Технологический процесс создания п-^ солнечных элементов

3.4 Снижение деградации путем добавления муравьиной кислоты

3.5 Выводы по главе

4 Особенность деградации фотовольтаического элемента на основе гибридного перовскита

4.1 Химические структуры легирующих примесей

4.2 Спектры поглощения перовскитных СЭ

4.3 Измерение гашения фотолюминесценции

4.4 Характеристики перовскитных СЭ в зависимости от концентрации легирующей примеси

4.5 Морфологическое исследование

4.6 Особенность деградации перовскитных солнечных элементов

4.7 Выводы по главе

5 Снижение деградации фотовольтаического элемента на основе гибридного перовскита

5.1 Инкапсулирование структуры

5.2 Исследование гидрофобных свойств F4-TCNQ

5.3 Исследование деградации перовскитных солнечных элементов

5.4 Выводы по главе

Заключение

Список использованных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов снижения деградации солнечных элементов, содержащих органические и неорганические материалы кристаллической структуры перовскит»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Во всем мире активно внедряются возобновляемые источники энергии. Современные солнечные электростанции могут функционировать в течение нескольких десятилетий без необходимости в дополнительных инвестициях, не оказывая негативного воздействия на окружающую среду. На данный момент производство 1 кВт энергии при помощи кремниевых солнечных батарей обходится дороже, чем при использовании традиционных систем на основе угля или нефтепродуктов. В связи с этим, исследования, нацеленные на поиск альтернативных фотоактивных материалов, отличных от кремния, представляют огромный интерес. Особое внимание уделяется неорганическим и гибридным галогенидным перовскитам.

Галогенидные перовскиты рассматриваются как перспективный материал для оптоэлектроники, и находят свое применение в таких устройствах как фотодетекторы, лазеры, светодиоды и солнечные элементы. Перовскиты обладают уникальными свойствами, а именно высокой способностью к поглощению света в видимом диапазоне, широким диапазоном диффузии носителей заряда, оптической анизотропией и высоким показателем квантового выхода фотолюминесценции. Более того, перовскитные солнечные элементы (ПСЭ) могут быть изготовлены сравнительно простыми и недорогими методами, что делает их более доступными по сравнению с традиционными полупроводниками, применяемыми в оптоэлектронике и солнечной энергетике. Использование перовскита в качестве фоточувствительного материала может значительно увеличить эффективность солнечных элементов. Современные исследования указывают на возможность достижения эффективности до 33%, что значительно превышает текущие показатели кремниевых солнечных батарей, которые обычно находятся в диапазоне 20-25%. Кроме того, разработка

гибридных многокаскадных солнечных элементов, которые комбинируют перовскит с другими материалами, может обеспечить высокую эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую — более 40%.

С момента сообщения о первом эффективном твердотельном солнечном элементе на базе перовскитов в 2012 году было проведено значительное количество исследований с целью изучения фотофизических свойств перовскитов и улучшения фотоэлектрических характеристик солнечных элементов на их основе. Последние достижения в области композиционной, морфологической и межфазной инженерии привели к существенному повышению эффективности металогалогенидных перовскитных солнечных элементов, что делает их перспективными в сравнении с классическими неорганическими полупроводниками на основе кремния, арсенида галлия или селенида меди-индия-галлия, которые изготавливаются при использовании высоковакуумных процессов. Солнечные элементы на основе гибридных перовскитов отличаются простотой изготовления и доступностью, а также обладают высокой эффективностью. В 2024 году был установлен новый рекорд эффективности солнечных элементов на кристаллической структуре перовскит, достигнувшей 26,7%.

На данный момент солнечные элементы на основе перовскита показывают высокую эффективность и представляют собой перспективные альтернативные солнечные элементы, характеризующиеся низкой стоимостью производства, а также обладающие полупрозрачностью, легкостью и гибкостью. Работа над оптимизацией температурных режимов, составов и толщин слоев, а также над воздействием внешних факторов на процесс производства может привести к созданию более надежных и стабильных солнечных элементов. Прогресс в области комбинирования различных материалов и технологий открывает перспективы для разработки высокоэффективных каскадных солнечных батарей, способных значительно увеличить общую эффективность солнечных энергосистем. Несмотря на

текущие проблемы со стабильностью ПСЭ, разработка новых технологий создания, а также методик снижения деградации перовскитных солнечных элементов может значительно приблизить к их коммерциализации и широкому внедрению в сфере возобновляемой энергетики.

Цели и задачи исследования.

Цель работы - разработка методов снижения деградации фотовольтаических элементов для солнечной энергетики, содержащих органические и неорганические материалы кристаллической структуры перовскит, совершенствование их конструкции и технологии изготовления.

Задачи диссертационного исследования.

1. Провести анализ влияния внутренних и внешних факторов на механизмы деградации перовскитных фотовольтаических элементов для солнечной энергетики.

2. Разработать метод снижения деградации солнечных элементов на основе неорганического перовскита СбРЬЬ.

3. Разработать метод снижения деградации солнечных элементов на основе гибридного перовскита Сбо,о5(РЛо,8зМЛол7)о,95РЬ(1о,8зВгод7)3.

4. Исследовать влияние легирования дырочного транспортного слоя Брко-ОМеТЛО на деградацию п-ьр перовскитных солнечных элементов.

5. Исследовать деградацию созданных перовскитных фотовольтаических элементов в течение длительного промежутка времени.

Объект исследования - фотовольтаические элементы для солнечной энергетики, содержащие органические и неорганические материалы кристаллической структуры перовскит.

Предмет исследования - процессы деградации перовскитных солнечных элементов для повышения долгосрочной стабильности фотовольтаических элементов.

Методы исследования.

Для создания тонких пленок и слоев фотовольтаических элементов на основе гибридных и неорганических перовскитов были использовали методы: центрифугирования, вакуумного термического осаждения и распылительного пиролиза. Изготовление гибридных перовскитов проводилось в условиях с контролируемой инертной атмосферой перчаточного бокса.

Анализ изготовленных перовскитных СЭ проводился в воздушной среде без инкапсуляции структур. Вольт-амперные характеристики СЭ были измерены с помощью источника-измерителя ^^^у 2401 при моделированном солнечном излучении с коэффициентом воздушной массы AM1,5 и освещенностью 100 мВт/см2. Калибровка источника света осуществлялась с помощью кремниевого эталонного солнечного элемента. Обработка результатов проводилась с использованием программных пакетов OrigmPro, LabVIEW и МАТЬАВ. Размер коллоидов в растворе прекурсора определялся методом динамического рассеяния света. Структура пленок гибридного перовскита исследовалась с помощью рентгенофазового анализа, атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Использование йодоводородной кислоты с добавлением соляной кислоты в соотношении 4 к 1 с последующей обработкой этилацетатом для перекристаллизации неорганического перовскита CsPbIз позволяет создать солнечные элементы с эффективностью работы более 8%, а также снизить деградацию солнечных элементов в воздушной среде при относительной влажности более 40% из-за замедления процесса перехода перовскита в орторомбическую дельта фазу в течение 10 дней.

2. Использование муравьиной кислоты в процессе синтеза перовскита CsFAMA уменьшает размер коллоидов и способствует образованию более однородной пленки перовскита с пониженной плотностью ловушечных

состояний, что замедляет скорость деградации солнечного элемента на его основе более чем в 2 раза.

3. Добавление от 1,5 до 2% мольной доли примеси F4-TCNQ в дырочный транспортный слой Spiro-OMeTAD перовскитного солнечного элемента повышает эффективность его работы до 20% в течение 100 дней из-за снижения скорости образования разрушающих комплексных соединений и точечных дефектов на интерфейсах с транспортным слоем.

4. Использование 2% мольной доли примеси F4-TCNQ в дырочном транспортном слое Spiro-OMeTAD в составе солнечных элементов на основе CsFAMA перовскита позволяет сохранять эффективность структур более 80% от первоначальной в течение 380 дней, что достигается за счет гидрофобности легирующей добавки F4-TCNQ и предотвращения деградации слоя перовскита из-за проникновения влаги.

Научная новизна. Научная новизна заключается в разработке технологических режимов создания фотовольтаических элементов на основе органических и неорганических перовскитов для повышения эффективности СЭ и расширения спектра их функциональности.

1. Показано, что использование йодоводородной кислоты с добавлением соляной кислоты с последующей обработкой этилацетатом позволяет создавать стабильные солнечные элементы на основе неорганического перовскита CsPbb со сниженной деградацией и без перехода CsPbl3 в неперовскитную дельта фазу в воздушной среде в течение 10 дней.

2. Показано, что добавление муравьиной кислоты в раствор прекурсора перовскита CsFAMA влияет на однородность и равномерность создаваемых слоев, а также снижает размер коллоидов и способствует образованию пленки перовскита с пониженной плотностью ловушечных состояний, что улучшает стабильность работы перовскитного солнечного элемента.

3. Показано увеличение эффективности перовскитного солнечного элемента с прямой n-i-p архитектурой в первые 100 дней после создания при добавлении примеси F4-TCNQ в дырочный транспортный слой Spiro-OMeTAD.

4. Показано, что перовскитные солнечные элементы на основе CsFAMA перовскита сохраняют эффективность более 80% от первоначальной в течение 380 дней при использовании 2% мольной доли примеси F4-TCNQ в дырочном транспортном слое Spiro-OMeTAD.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов диссертационной работы подтверждается использованием

сертифицированного оборудования и поверенных средств измерений; подтверждается согласованностью полученных в ходе натурных испытаний и исследований результатов с результатами отечественных и зарубежных авторов. Результаты работы были представлены на всероссийских и международных конференциях и семинарах, опубликованы в зарубежных журналах, индексируемых в Web of Science и Scopus и в рецензируемых отечественных журналах, рекомендованных ВАК.

Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях: «74-я Всероссийская научно-техническая конференция СПб НТО РЭС им. А.С. Попова, посвященная Дню радио», 22-26 апреля, 2019 г.; 2020, 2021, 2022 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), 27-30 января 2020 г.; 26-29 января 2021 г.; 25-28 января 2022 г.; Alferov Forum «Micro and Nanosystems Physics», 18 марта 2020 г.; «XIV Международная научная конференция «Прикладная оптика - 2020», 15-18 декабря, 2020 г.; 76-я Всероссийская научно-техническая конференция СПб НТО РЭС им. А.С. Попова, посвященная Дню радио, 26-30 апреля 2021 г.; XV Международная научная конференция «Прикладная оптика -2022», 15-16 декабря, 2022 г.; 2023 Seminar on Fields, Waves, Photonics and

Electro-optics: Theory and Practical Applications (FWPE), 21 ноября, 2023 г.; 78-я Научно-техническая конференция Санкт-Петербургского НТО РЭС им. А.С. Попова, посвященная Дню радио, 24-27 апреля 2023 г.; IX, X, XI, XII Научно-практическая конференция с международным участием «Наука настоящего и будущего» для студентов, аспирантов и молодых ученых, 13-14(15) мая, 2021 г., 19-20(21) мая, 2022 г., 18-20 мая, 2023 г., 16-17(18) мая, 2024 г.; 2024 Conference of Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (2024 ElCon), 29-30 января 2024 г.; «79-я Научно-техническая конференция Санкт-Петербургского НТО РЭС им. А.С. Попова, посвященная Дню радио», 22-26 апреля 2024 г. ; 2025 Conference of Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (2025 ElCon), 28-30 января 2025 г.

Теоретическая и практическая значимость исследования.

Представлено обоснование использования неорганического перовскита CsPbl3 и гибридных перовскитов MAPbbBr и CsFAMA. Были разработаны технологические режимы создания фотовольтаических элементов на основе органических и неорганических перовскитов. Разработанные методы и технологические режимы могут быть использованы для создания эффективных солнечных модулей.

1. Созданы стабильные солнечные элементы на основе неорганического перовскита CsPbb в воздушной среде при относительной влажности более 40% с эффективностью работы более 8%. Использование йодоводородной кислоты с добавлением соляной кислоты в соотношении 4 к 1 позволяет создавать перовскитные солнечные элементы со сниженной деградацией и без перехода перовскита в дельта фазу в течение 10 дней.

2. Разработан технологический режим создания перовскитных солнечных элементов с добавлением муравьиной кислоты в раствор прекурсора перовскита CsFAMA. Разработанный процесс влияет на однородность и равномерность создаваемых слоев, а также снижает размер коллоидов в растворе прекурсора и способствует образованию пленки

перовскита с пониженной плотностью ловушечных состояний, что улучшает стабильность работы перовскитного солнечного элемента.

3. Созданы перовскитные солнечные элементы с добавлением примеси F4-TCNQ в дырочный транспортный слой Spiro-OMeTAD перовскитного солнечного элемента и продемонстрировано увеличение эффективности солнечных элементов в первые 100 дней после создания, вызванное уменьшением деформации тонких пленок перовскита и одновременным исчезновением ловушечных состояний в запрещенной зоне.

4. Созданы перовскитные солнечные элементы на основе CsFAMA перовскита и подтверждено сохранение эффективности более 80% от первоначальной в течение 380 дней при использовании 2% мольной доли примеси F4-TCNQ в дырочном транспортном слое Spiro-OMeTAD.

Реализация и внедрение результатов исследования.

Результаты исследования и разработанные технологические режимы создания фотовольтаических элементов на основе органических и гибридных перовскитов используются в лаборатории органических фоточувствительных структур (ЛОФС) на кафедре фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Разработанные методы снижения деградации СЭ на основе гибридных и неорганических материалов кристаллической структуры перовскит используются ООО «НТЦ Тонкопленочных технологий в энергетике» в проводимых научных исследованиях, направленных на повышение эффективности работы тонкопленочных каскадных и тандемных солнечных модулей, а также для подготовки квалифицированных специалистов в области солнечной энергетики в интересах предприятия.

Публикации. По теме исследования было опубликовано 29 печатных работ, в том числе четыре работы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов диссертационных исследований, 9 трудов в изданиях, индексируемых в базах Web of Science и Scopus, в том числе публикации в журналах c квартилем Q1 и Q4, три

свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ. В каждой работе личный вклад автора составляет не менее 60 %.

В рамках исследования созданы результаты интеллектуальной деятельности (РИД): «Программа для расчета параметров толщины и массы осаждаемого материала в вакуумной установке термического резистивного напыления в зависимости от вещества и расстояния от источника до мишени» свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022682604; «Программа для построения вольт-амперных характеристик и расчета эффективности солнечных элементов» свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023687367; «Программа для моделирования вольт-амперных характеристик перовскитных фоточувствительных структур» свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024668102.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 130 наименований отечественных и зарубежных источников информации. Общий объем работы составляет 119 страниц. Содержит 15 таблиц, 60 рисунков.

ГИБРИДНЫЕ И НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПЕРОВСКИТЫ ДЛЯ ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.1 Структура перовскита

Общая химическая формула галогенидных перовскитов - АВХз, где X -галогенид-ион (I-, С1-, Бг-), А - однозарядный катион (например, органические СИзКИз+ (метиламмоний, МА), ИС(КИ2)2+ (формамидин, БА), либо неорганический Сб+), В - двухвалентный катион металла (РЬ2+, Би2+, БЬ2+). В зависимости от размеров ионов А, Б и X, кристаллическая структура перовскита может варьироваться (рисунок 1.1.1) от ромбической с низкой симметрией до кубической с высокой симметрией [1]. (а) а Л . (Ь) ж ьА . (с)

Tetragonal

A site О В site # X site

Рисунок 1.1.1 - Кристаллическая структура перовскита [1] Геометрическая стабильность кристаллической структуры описывается фактором толерантности Гольдшмидта (формула 1.1):

t

ra + rx

(1.1)

V2(ЯВ + Ях )9

где Ял, Яе, ях - радиусы ионов А, Б, X соответственно [2]. Типичные для металлогалогенидных перовскитов значения ? составляют от 0,81 до 1,11. При этом кубическая структура образуется при 0,89 < ? < 1. При меньших значениях ? образуется менее симметричная тетрагональная или орторомбическая структура [3].

Другим эмпирическим параметром, характеризующим геометрическую структуру перовскита, является октаэдральный фактор (формула 1.2). Он характеризует наклон октаэдров, образуемых ионами В и X (рисунок 1.1.2) [4].

V =

R

B

R

(1.2)

Рисунок 1.1.2 - Изменение наклона октаэдров BX6 при изменении состава [5] Совокупность фактора толерантности Гольдшмидта и октаэдрального фактора позволяет оценить, какие составы могут формировать перовскитную структуру при нормальных условиях. Большая часть перовскитных составов соответствует критерию ¡л > 0,41, ? > 0,875 [6].

1.1

0.9

А 0.«

й 0.7

0.6

О 0.5

0.4

0.3

0.2

x x x

x x % 1 Ь

x x x • ф фф ®

• • • •• x

x x x * * x • V \ » •V» ф ф

* x x xx „ ф ф фф ф -о.-.. ф ф фф

x x х x x x хх » » Л ^ ^ х л j ** x * x x

x x x

0.7

0.9

1.1

1.2

Tolerance factor, t

Рисунок 1.1.3 - Диаграмма различных составов вида ABX3. Синими точками обозначены составы, формирующие неорганические и гибридные перовскиты. Красным обозначены составы, не образующие перовскитной

структуры [6]

1.2 Гибридные перовскиты и факторы, влияющие на их деградацию

Органо-неорганические или гибридные перовскиты привлекли значительное внимание в последние годы из-за их многообещающих применений в фотовольтаике и оптоэлектронике. Большинство органо-неорганических перовскитов являются прямозонными полупроводниками. Ширина запрещенной зоны может варьироваться с изменением состава перовскита. Так, наиболее изученный МАРЬ1з имеет ширину запрещенной зоны около 1,5 эВ, в то время как МАРЬБгз обладает большей шириной запрещенной зоны - 2,2 эВ. При создании перовскитов со смешанным галогенидом можно получать составы с заданной шириной запрещенной зоны путем изменения соотношения галогенид-ионов [7]. Таким образом можно изготавливать перовскитные фотовольтаические элементы с требуемым спектром фоточувствительности.

На основе анализа различных фоточувствительных материалов наиболее перспективными выглядят перовскиты со смешанным галогенидным составом, который способствует улучшению свойств переноса заряда, что имеет решающее значение для высокопроизводительных солнечных элементов. Например, включение брома в состав перовскита МАРЬЬБг приводит к изменению энергии запрещенной зоны приблизительно до 1,79 эВ, что подходит для различных фотоэлектрических приложений, включая тандемные солнечные элементы [8]. Также, присутствие брома приводит к большему размеру зерна, что полезно для переноса заряда и снижает потери на рекомбинацию, что повышает эффективность и стабильность работы перовскитных солнечных элементов на основе МАРЬЬБг по сравнению с МАРЬ1з [9]. Однако, МАРЬЬВг по своей природе также нестабилен и разрушается под действием электрического поля или при более высоких температурах. Для повышения стабильности СЭ на основе МАРЬЬБг требуются дополнительные исследования зародышеобразования во время

центрифугирования, что сильно влияет на равномерный рост кристаллов. В работе [10] приведено одно из возможных решений стабилизации MAPbbBr -процесс предварительного нагрева при более низкой температуре, что дополнительно может способствовать зародышеобразованию, а роль дальнейшего отжига при более высокой температуре заключается в стимулировании диссоциации ионов на поверхности кристалла для формирования пассивирующего слоя и стабилизации решеток MAPbbBr.

В работе [11] было определено, что смешивание органических катионов MA+ и FA+ в структуре перовскита вызывает расширение решетки и изменяет угол связи Pb-I-Pb, поэтому смешанный монокристалл ведет себя как стабильная кубическая фаза при комнатной температуре. Плотность дефектных состояний кристалла связана со степенью искажения кристаллической структуры, поэтому плотность дефектных состояний, к примеру, кристалла CsFAMAPblBr меньше, чем у одиночного материала перовскита MAPbb, и, таким образом, СЭ на основе CsFAMAPblBr имеют более высокую эффективность преобразования энергии [12]. Также стоит отметить, что включение цезия в структуру перовскита CsFAMAPblBr значительно улучшает термическую стабильность, делая структуру более устойчивой к деградации, вызванной температурой [13]. Приведенные результаты способствуют дальнейшим исследованиям перовскитных элементов на основе смешанных галогенидов MAPbbBr и CsFAMAPblBr для улучшения производительности и стабильности устройств.

Двумя ключевыми параметрами, влияющими на потенциальное коммерческое использование ПСЭ, являются производительность устройства и долгосрочная стабильность. Многие исследования были сосредоточены на повышении эффективности ПСЭ путем разработки новых материалов, внедрения новых методов изготовления и архитектуры устройств. Это привело к стремительному росту эффективности ПСЭ, и последний сертифицированный рекорд превысил 26,7% по данным NREL Cell Efficiency

Chart. Тем не менее, заявленные высокопроизводительные ПСЭ характеризуются низкой стабильностью, о чем свидетельствует резкое падение их эффективности со временем. Следовательно, необходимо улучшить стабильность, а также воспроизводимость ПСЭ, чтобы сделать их пригодными для коммерциализации. На деградацию ПСЭ влияют многие факторы, такие как кислород, влажность, температура и ультрафиолетовое излучение [14].

Первым шагом к снижению деградации перовскитных солнечных элементов является понимание точных причин их нестабильности. Основные факторы, приводящие к деградации солнечных элементов, можно разделить на две категории - внешние и внутренние. К внешним факторам относятся условия окружающей среды: влажность, ультрафиолет, температура и другое. Влияние факторов будет рассмотрено на примере наиболее распространенного перовскита MAPbb (рисунок 1.2.1). К внутренним -точечные дефекты такие как атомные вакансии, интерстиции и антиструктурные дефекты.

1.2.1 Влажность окружающей среды

Влага является одним из наиболее распространенных факторов окружающей среды, влияющих на стабильность СЭ. Влажность окружающей среды может вызвать быструю деградацию перовскитных пленок, а скорость деградации будет увеличиваться, когда высокая влажность сочетается с ультрафиолетовым излучением, высокими температурами или электрическим полем [15].

МА

Lead Iodide octrahedra

Рисунок 1.2.1 - Кристаллическая структура MAPbb

Органические катионы, используемые в перовскитных солнечных элементах, очень гигроскопичны. Молекулы воды образуют слабые водородные связи с катионами, тем самым ставят под угрозу структурную стабильность кристалла. Также при проникновении влаги в кристалл перовскита он разлагается, что обусловлено тем, что вода начинает вступать в реакцию с органической составляющей, которая находится в структуре перовскита, что может привести к образованию гидратированной перовскитной фазы.

Из-за высокой чувствительности перовскита СНзКНзРЫз к воде были выделены фундаментальные химические реакции, происходящие в МЛРЫз при воздействии влаги, приводящие к деградации перовскита [14]:

н о

СН3ЫН3РЬ13(б) РЪ12(5) + СН3ЫН31(ац) (13)

н О

СН3ЫН31(ац) СН3ИН2(ац) + Н1(ац) (14)

4Н1(сщ) + 02(д) ~ 2\2(б) +2Н20(1) (15)

и^ /1 ^

2Н1(аЧ) (з)+Н2 (д) (16)

Таким образом, равновесие реакции (1.4) приводит к сосуществованию в слое Н1, СНзКНз1 и СНзКШ. Йодоводород может быть разложен в результате окислительно-восстановительной реакции в одном состоянии (уравнение (1.5)) или в результате фотохимической реакции на Н2 и 12 под действием УФ-излучения (уравнение (1.6)). При присутствии кислорода начинает образовываться еще больше воды, тем самым получается циклический процесс, ведущий к дальнейшей деградации от влаги. Диффузия молекулярного кислорода в объем пленок СНзКНзРЫз происходит сразу после экспонирования, при этом кислород адсорбируется на иодидных вакансиях и диффундирует через них как на поверхности, так и в объеме кристаллитов [16]. После адсорбции на вакансиях молекулярный кислород эффективно захватывает электроны в зоне проводимости фотовозбужденного перовскита

с образованием заряженного оксида O2-, который, в свою очередь, инициирует кислотно-основную реакцию с кислотным катионом в гибридных металлогалогенидных перовскитах. В результате образуется вода и йодид свинца. Можно сделать вывод, что вода, УФ-излучение и кислород сильно влияют на процесс разложения. Сильная неустойчивость перовскитов к H2O/O2 требует их обработки в инертной атмосфере, т.е. в перчаточном боксе, заполненном N2 или Ar [17,18].

Известно, что относительная влажность 55% разрушает ПСЭ, что приводит к изменению цвета от темно-фиолетового до светло-коричневого, как показано на рисунке 1.2.2 [19]. Чтобы избежать разрушения структуры и снизить деградацию, в качестве оболочки можно использовать алюмосиликат. С помощью этого экрана из оксида алюминия было продемонстрировано, что CH3NH3PbBr3 более устойчив к влаге, а светопоглотитель на основе CH3NH3Pb(I1-xBrx)3 привел к получению ПСЭ с сохранением высокой эффективности в течение 20 дней при воздействии влажности 55% [20].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дегтерев Александр Эдуардович, 2025 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Liu Y., Yang Z., Liu S.F. Recent Progress in Single-Crystalline Perovskite Research Including Crystal Preparation, Property Evaluation, and Applications // Adv Sci (Weinh), 2017. Vol. 5, № 1.

2. Kieslich G., Sun S., Cheetham A.K. An extended Tolerance Factor approach for organic-inorganic perovskites // Chem Sci. The Royal Society of Chemistry, 2015. Vol. 6, № 6. P. 3430-3433.

3. Green M.A., Ho-Baillie A., Snaith H.J. The emergence of perovskite solar cells // Nature Photonics. 2014. Vol. 8, № 7. P. 506-514.

4. Alaei A. et al. Polymorphism in metal halide perovskites // Mater Adv. RSC, 2021. Vol. 2, № 1. P. 47-63.

5. Butler K.T. The chemical forces underlying octahedral tilting in halide perovskites // J Mater Chem C Mater. The Royal Society of Chemistry, 2018. Vol. 6, № 44. P. 12045-12051.

6. Travis W. et al. On the application of the tolerance factor to inorganic and hybrid halide perovskites: a revised system // Chem Sci. The Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 7, № 7. P. 4548-4556.

7. Park B.W. et al. Chemical engineering of methylammonium lead iodide/bromide perovskites: Tuning of opto-electronic properties and photovoltaic performance // J Mater Chem A Mater. Royal Society of Chemistry, 2015. Vol. 3, № 43. P. 21760-21771.

8. Zhou Y. et al. Manipulating Crystallization of Organolead Mixed-Halide Thin Films in Antisolvent Baths for Wide-Bandgap Perovskite Solar Cells // ACS Appl Mater Interfaces. 2016. Vol. 8, № 3. P. 2232-2237.

9. Bhattarai S. et al. Comparative study of distinct halide composites for highly efficient perovskite solar cells using a SCAPS-1D simulator // RSC Adv. The Royal Society of Chemistry, 2023. Vol. 13, № 38. P. 26851-26860.

10. Zeng Z. et al. On the Ion Coordination and Crystallization of Metal Halide Perovskites by In Situ Dynamic Optical Probing // Small Methods. 2024. Vol. 8, № 1.

11. Wu C. et al. Simultaneous dual-interface modification based on mixed cations for efficient inverted perovskite solar cells with excellent stability // Chemical Engineering Journal. 2024. Vol. 493. P. 152899.

12. Xiao S. et al. Hierarchical Dual-Scaffolds Enhance Charge Separation and Collection for High Efficiency Semitransparent Perovskite Solar Cells // Adv Mater Interfaces. 2016. Vol. 3, № 17.

13. Chen Q. et al. Efficient thermal conductance in organometallic perovskite CH3NH3PbI3 films // Appl Phys Lett. 2016. Vol. 108, № 8.

14. Niu G., Guo X., Wang L. Review of recent progress in chemical stability of perovskite solar cells // J Mater Chem A Mater. 2015. Vol. 3, № 17. P. 89708980.

15. Degterev A.E. et al. Ways to Slow Down the Degradation and Enhance the Stability of Perovskite Solar Cells // 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, 2021. P. 1301-1304.

16. Aristidou N. et al. Fast oxygen diffusion and iodide defects mediate oxygen-induced degradation of perovskite solar cells // Nature Communications 2017 8:1. Nature Publishing Group, 2017. Vol. 8, № 1. P. 1-10.

17. Burschka J. et al. Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells // Nature. 2013. Vol. 499, № 7458. P. 316319.

18. Liu M., Johnston M.B., Snaith H.J. Efficient planar heterojunction perovskite solar cells by vapour deposition // Nature. 2013. Vol. 501, № 7467. P. 395398.

19. Han Y. et al. Degradation observations of encapsulated planar CH3NH3PbI3 perovskite solar cells at high temperatures and humidity // J Mater Chem A Mater. 2015. Vol. 3, № 15. P. 8139-8147.

20. Eperon G.E. et al. Morphological Control for High Performance, Solution-Processed Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells // Adv Funct Mater. 2014. Vol. 24, № 1. P. 151-157.

21. Leijtens T. et al. Overcoming ultraviolet light instability of sensitized TiO2 with meso-superstructured organometal tri-halide perovskite solar cells // Nat Commun. 2013. Vol. 4, № 1. P. 2885.

22. Baeva M. et al. Enhancing the CsPbBr3 PeLEC properties via PDMS/PMHS double-layer polymer encapsulation and high relative humidity stress-aging // J Mater Chem C Mater. The Royal Society of Chemistry, 2023. Vol. 11, № 43. P.15261-15275.

23. Зеленяк Т.Ю. et al. Сравнительная характеристика релаксированных гибридных органо-неорганических перовскитовых структур на основе данных молекулярно-динамического моделирования и рентгеноструктурного анализа // Химия высоких энергий. 2018. Vol. 52, № 5. P. 419-425.

24. Poglitsch A., Weber D. Dynamic disorder in methylammoniumtrihalogenoplumbates (II) observed by millimeter-wave spectroscopy // J Chem Phys. 1987. Vol. 87, № 11. P. 6373-6378.

25. Habisreutinger S.N. et al. Carbon Nanotube/Polymer Composites as a Highly Stable Hole Collection Layer in Perovskite Solar Cells // Nano Lett. 2014. Vol. 14, № 10. P. 5561-5568.

26. Chen H. et al. Advances to High-Performance Black-Phase FAPbI3 Perovskite for Efficient and Stable Photovoltaics // Small Struct. John Wiley and Sons Inc, 2021. Vol. 2, № 5.

27. Masi S., Gualdron-Reyes A.F., Mora-Sero I. Stabilization of Black Perovskite Phase in FAPbI3and CsPbI3 // ACS Energy Lett. American Chemical Society, 2020. Vol. 5, № 6. P. 1974-1985.

28. Spivak Y. et al. Improving the Conductivity of the PEDOT:PSS Layers in Photovoltaic Cells Based on Organometallic Halide Perovskites // Materials. 2022. Vol. 15, № 3. P. 990.

29. Saranin D. et al. Copper Iodide Interlayer for Improved Charge Extraction and Stability of Inverted Perovskite Solar Cells // Materials. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2019. Vol. 12, № 9. P. 1406.

30. Saranin D. et al. Transition metal carbides (MXenes) for efficient NiO-based inverted perovskite solar cells // Nano Energy. Elsevier, 2021. Vol. 82. P. 105771.

31. Jin H. et al. It's a trap! On the nature of localised states and charge trapping in lead halide perovskites // Mater Horiz. 2020. Vol. 7, № 2. P. 397-410.

32. Yin W.-J., Shi T., Yan Y. Unusual defect physics in CH3NH3PbI3 perovskite solar cell absorber // Appl Phys Lett. 2014. Vol. 104, № 6.

33. Buin A. et al. Materials Processing Routes to Trap-Free Halide Perovskites // Nano Lett. 2014. Vol. 14, № 11. P. 6281-6286.

34. Liang Z. et al. Homogenizing out-of-plane cation composition in perovskite solar cells // Nature. 2023. Vol. 624, № 7992. P. 557-563.

35. Wang D. et al. Highly Efficient CsPbBr3 Planar Perovskite Solar Cells via Additive Engineering with NH4SCN // ACS Appl Mater Interfaces. 2020. Vol. 12, № 9. P. 10579-10587.

36. Zhu P. et al. Toward the Commercialization of Perovskite Solar Modules // Advanced Materials. 2024.

37. Zhang L. et al. Intermediate-Phase-Modified Crystallization for Stable and Efficient CsPbI 3 Perovskite Solar Cells // ACS Appl Mater Interfaces. 2022. Vol. 14, № 17. P. 19614-19622.

38. Yoon S.M. et al. Surface Engineering of Ambient-Air-Processed Cesium Lead Triiodide Layers for Efficient Solar Cells // Joule. 2021. Vol. 5, № 1. P. 183196.

39. Shao J.-Y. et al. Recent progress in perovskite solar cells: material science // Sci China Chem. 2023. Vol. 66, № 1. P. 10-64.

40. Wang X. et al. Tailoring Component Interaction for Air-Processed Efficient and Stable All-Inorganic Perovskite Photovoltaic // Angewandte Chemie International Edition. 2020. Vol. 59, № 32. P. 13354-13361.

41. Fu S. et al. Multifunctional liquid additive strategy for highly efficient and stable CsPbI2Br all-inorganic perovskite solar cells // Chemical Engineering Journal. Elsevier, 2021. Vol. 422. P. 130572.

42. Chen S. et al. Stabilizing perovskite-substrate interfaces for high-performance perovskite modules // Science (1979). 2021. Vol. 373, № 6557. P. 902-907.

43. Fu Y. et al. Selective stabilization and photophysical properties of metastable perovskite polymorphs of CsPbI3 in Thin Films // Chemistry of Materials. American Chemical Society, 2017. Vol. 29, № 19. P. 8385-8394.

44. Wang J. et al. 21.15%-Efficiency and Stable y -CsPbI3 Perovskite Solar Cells Enabled by an Acyloin Ligand // Advanced Materials. 2023. Vol. 35, № 12.

45. Mali S.S. et al. Phase-heterojunction all-inorganic perovskite solar cells surpassing 21.5% efficiency // Nat Energy. 2023. Vol. 8, № 9. P. 989-1001.

46. Букреев А.П., Муратова Е.Н., Мошников В.А. Облучение пленок структуры перовскита заряженными частицами // Physical and Chemical Aspects of the Study of Clusters, Nanostructures and Nanomaterials. 2023. № 15.

47. Pascoe A.R. et al. Planar versus mesoscopic perovskite microstructures: The influence of CH3NH3PbI3 morphology on charge transport and recombination dynamics // Nano Energy. 2016. Vol. 22. P. 439-452.

48. Xiao M. et al. A Fast Deposition-Crystallization Procedure for Highly Efficient Lead Iodide Perovskite Thin-Film Solar Cells // Angewandte Chemie International Edition. 2014. Vol. 53, № 37. P. 9898-9903.

49. Miyata A. et al. Direct measurement of the exciton binding energy and effective masses for charge carriers in organic-inorganic tri-halide perovskites // Nat Phys. 2015. Vol. 11, № 7. P. 582-587.

50. D'Innocenzo V. et al. Excitons versus free charges in organo-lead tri-halide perovskites // Nat Commun. 2014. Vol. 5, № 1. P. 3586.

51. Umari P., Mosconi E., De Angelis F. Relativistic GW calculations on CH3NH3PbI3 and CH3NH3SnI3 Perovskites for Solar Cell Applications // Sci Rep. 2014. Vol. 4, № 1. P. 4467.

52. Stranks S.D. et al. Electron-Hole Diffusion Lengths Exceeding 1 Micrometer in an Organometal Trihalide Perovskite Absorber // Science (1979). 2013. Vol. 342, № 6156. P. 341-344.

53. Xing G. et al. Long-Range Balanced Electron- and Hole-Transport Lengths in Organic-Inorganic CH3NH3PbI3 // Science (1979). 2013. Vol. 342, № 6156. P. 344-347.

54. Walsh A. et al. Self-Regulation Mechanism for Charged Point Defects in Hybrid Halide Perovskites // Angewandte Chemie International Edition. 2015. Vol. 54, № 6. P. 1791-1794.

55. Zhu Z. et al. Enhanced Efficiency and Stability of Inverted Perovskite Solar Cells Using Highly Crystalline SnO2 Nanocrystals as the Robust Electron-Transporting Layer // Advanced Materials. 2016. Vol. 28, № 30. P. 64786484.

56. Lin X. et al. Efficiency progress of inverted perovskite solar cells // Energy Environ Sci. 2020. Vol. 13, № 11. P. 3823-3847.

57. Liu J. et al. HClO4-assisted fabrication of Sn02/C60 bilayer electron-transport materials for all air-processed efficient and stable inverted planar perovskite solar cells // J Power Sources. 2020. Vol. 476. P. 228648.

58. Li D.-B. et al. Low-Temperature-Processed Amorphous Bi2S3 Film as an Inorganic Electron Transport Layer for Perovskite Solar Cells // ACS Photonics. 2016. Vol. 3, № 11. P. 2122-2128.

59. Tangra A.K. et al. Investigation of Inorganic electron-hole transport material for high efficiency, stable and low-cost perovskite solar cell // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2020. Vol. 31, № 16. P. 1365713666.

60. Yasin A., Guo F., Demopoulos G.P. Aqueous, Screen-Printable Paste for Fabrication of Mesoporous Composite Anatase-Rutile TiO 2 Nanoparticle Thin Films for (Photo)electrochemical Devices // ACS Sustain Chem Eng. 2016. Vol. 4, № 4. P. 2173-2181.

61. Степаненко С.Н. et al. Влияние наноразмерного слоя TiO на эффективность органического солнечного элемента // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2016. Vol. 52, № 2. P. 165-170.

62. Grätzel M. The light and shade of perovskite solar cells // Nat Mater. 2014. Vol. 13, № 9. P. 838-842.

63. Snaith H.J. et al. Anomalous Hysteresis in Perovskite Solar Cells // J Phys Chem Lett. 2014. Vol. 5, № 9. P. 1511-1515.

64. Kim H.-S., Park N.-G. Parameters Affecting I-V Hysteresis of CH3NH3PbI3 Perovskite Solar Cells: Effects of Perovskite Crystal Size and Mesoporous TiO2 Layer // J Phys Chem Lett. 2014. Vol. 5, № 17. P. 2927-2934.

65. Qin P. et al. A Novel Oligomer as a Hole Transporting Material for Efficient Perovskite Solar Cells // Adv Energy Mater. 2015. Vol. 5, № 2.

66. Huhtamäki T. et al. Surface-wetting characterization using contact-angle measurements // Nat Protoc. 2018. Vol. 13, № 7. P. 1521-1538.

67. Kim J.Y. et al. High-Efficiency Perovskite Solar Cells // Chem Rev. 2020. Vol. 120, № 15. P. 7867-7918.

68. Juarez-Perez E.J. et al. Photodecomposition and thermal decomposition in methylammonium halide lead perovskites and inferred design principles to increase photovoltaic device stability // J Mater Chem A Mater. 2018. Vol. 6, № 20. P. 9604-9612.

69. Fateev S.A. et al. Acetamidinium-Methylammonium-Based Layered Hybrid Halide Perovskite [CH3C(NH2)2][CH3NH3]PbI4: Synthesis, Structure, and Optical Properties // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2022. Vol. 67, № 7. P. 997-1003.

70. Wang T. et al. Numerical simulation of carrier transporting layer free planar perovskite cells // Optik (Stuttg). 2019. Vol. 179. P. 1019-1026.

71. Gagandeep, Singh M., Kumar R. Simulation of perovskite solar cell with graphene as hole transporting material. 2019. P. 030548.

72. Stangl R., Kriegel M., Schmidt M. AFORS-HET, Version 2.2, a Numerical Computer Program for Simulation of Heterojunction Solar Cells and Measurements // 2006 IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conference. IEEE, 2006. P. 1350-1353.

73. Shakoor A. et al. Performance Evaluation of Solar Cells by Different Simulating Softwares // Solar PV Panels - Recent Advances and Future Prospects. IntechOpen, 2023.

74. Afsari M., Boochani A., Hantezadeh M. Electronic, optical and elastic properties of cubic perovskite CsPbI3: Using first principles study // Optik (Stuttg). 2016. Vol. 127, № 23. P. 11433-11443.

75. Li B. et al. Surface passivation engineering strategy to fully-inorganic cubic CsPbI3 perovskites for high-performance solar cells // Nat Commun. 2018. Vol. 9, № 1. P. 1076.

76. Landi G. et al. Correlation between Electronic Defect States Distribution and Device Performance of Perovskite Solar Cells // Advanced Science. 2017. Vol. 4, № 10.

77. Laban W.A., Etgar L. Depleted hole conductor-free lead halide iodide heterojunction solar cells // Energy Environ Sci. 2013. Vol. 6, № 11. P. 3249.

78. Sutton R.J. et al. Cubic or Orthorhombic? Revealing the Crystal Structure of Metastable Black-Phase CsPbI3 by Theory and Experiment // ACS Energy Lett. 2018. Vol. 3, № 8. P. 1787-1794.

79. Dastidar S. et al. Slow Electron-Hole Recombination in Lead Iodide Perovskites Does Not Require a Molecular Dipole // ACS Energy Lett. 2017. Vol. 2, № 10. P. 2239-2244.

80. Whitcher T.J. et al. Importance of Electronic Correlations and Unusual Excitonic Effects in Formamidinium Lead Halide Perovskites // Phys Rev X. 2018. Vol. 8, № 2. P. 021034.

81. Stoumpos C.C. et al. Crystal Growth of the Perovskite Semiconductor CsPbBr3: A New Material for High-Energy Radiation Detection // Cryst Growth Des. 2013. Vol. 13, № 7. P. 2722-2727.

82. Chen J. et al. Single-Crystal Thin Films of Cesium Lead Bromide Perovskite Epitaxially Grown on Metal Oxide Perovskite (SrTiO3) // J Am Chem Soc. 2017. Vol. 139, № 38. P. 13525-13532.

83. Yang Z. et al. Impact of the Halide Cage on the Electronic Properties of Fully Inorganic Cesium Lead Halide Perovskites // ACS Energy Lett. 2017. Vol. 2, № 7. P. 1621-1627.

84. Gabelloni F. et al. Long-living nonlinear behavior in CsPbBr3 carrier recombination dynamics // Nanophotonics. 2019. Vol. 8, № 9. P. 1447-1455.

85. Srimath Kandada A.R. et al. Nonlinear Carrier Interactions in Lead Halide Perovskites and the Role of Defects // J Am Chem Soc. 2016. Vol. 138, № 41. P.13604-13611.

86. Qurashi A. Metal Chalcogenide Nanostructures for Renewable Energy Applications. Wiley, 2014.

87. Rey G. et al. Electron scattering mechanisms in fluorine-doped SnO2 thin films // J Appl Phys. 2013. Vol. 114, № 18.

88. Hossain M.I., Alharbi F.H., Tabet N. Copper oxide as inorganic hole transport material for lead halide perovskite based solar cells // Solar Energy. 2015. Vol. 120. P. 370-380.

89. Fuke N. et al. Influence of TiO2/electrode interface on electron transport properties in back contact dye-sensitized solar cells // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2009. Vol. 93, № 6-7. P. 720-724.

90. Szydlo N., Poirier R. I-V and C-V characteristics of Au/TiO2 Schottky diodes // J Appl Phys. 1980. Vol. 51, № 6. P. 3310-3312.

91. Lira-Cantu M. The Future of Semiconductor Oxides in Next-Generation Solar Cells. Lira-Cantu M. Elsevier, 2017.

92. Yamada Y., Kanemitsu Y. Blue photoluminescence of highly photoexcited rutile TiO2: Nearly degenerate conduction-band effects // Phys Rev B. 2010. Vol. 82, № 11. P. 113103.

93. Hossain M.K. et al. Effect of Various Electron and Hole Transport Layers on the Performance of CsPbI3-Based Perovskite Solar Cells: A Numerical Investigation in DFT, SCAPS-1D, and wxAMPS Frameworks // ACS Omega. 2022. Vol. 7, № 47. P. 43210-43230.

94. А. Э. Дегтерев et al. Моделирование фотоэлектрических характеристик солнечных элементов на основе CsPbI3, CsPbBr3 и создание экспериментальных структур // Оптический журнал. 2024. Vol. 91, № 8. P. 14-24.

95. Hernández-Granados A. et al. Optically uniform thin films of mesoporous TiO2 for perovskite solar cell applications // Opt Mater (Amst). North-Holland, 2019. Vol. 88. P. 695-703.

96. Moshnikov V. et al. Acceleration of Hybrid Perovskite Film Crystallization From Solution Through the Nuclei Formation. Preprints 2023, 2023090096.

97. Муратова Е.Н. et al. Исследование и оптимизация процессов кристаллизации растворов гибридных галогенидных перовскитов // Физика и химия стекла. 2023. Vol. 49, № 6. P. 662-671.

98. Luo P. et al. Solvent Engineering for Ambient-Air-Processed, Phase-Stable CsPbI3 in Perovskite Solar Cells // Journal of Physical Chemistry Letters. American Chemical Society, 2016. Vol. 7, № 18. P. 3603-3608.

99. Gagandeep et al. Graphene as charge transport layers in lead free perovskite solar cell // Mater Res Express. 2019. Vol. 6, № 11. P. 115611.

100. Dastidar S. et al. Quantitative Phase-Change Thermodynamics and Metastability of Perovskite-Phase Cesium Lead Iodide // J Phys Chem Lett. 2017. Vol. 8, № 6. P. 1278-1282.

101. Pathak S.K. et al. Performance and Stability Enhancement of Dye-Sensitized and Perovskite Solar Cells by Al Doping of TiO2 // Adv Funct Mater. 2014. Vol. 24, № 38. P. 6046-6055.

102. Sanchez R.S., Mas-Marza E. Light-induced effects on Spiro-OMeTAD films and hybrid lead halide perovskite solar cells // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2016. Vol. 158. P. 189-194.

103. Mastryukov M. V. et al. Effect of the Purity of the Precursor SnI2 on the Optical Properties of CsSnI3 Perovskite Thin Films // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2022. Vol. 67, № 10. P. 1652-1657.

104. Kim S. et al. Relationship between ion migration and interfacial degradation of CH3NH3Pbl3 perovskite solar cells under thermal conditions. // Sci Rep. Nature Publishing Group, 2017. Vol. 7, № 1. P. 1200-1200.

105. Kato Y. et al. Silver Iodide Formation in Methyl Ammonium Lead Iodide Perovskite Solar Cells with Silver Top Electrodes // Adv Mater Interfaces. John Wiley & Sons, Ltd, 2015. Vol. 2, № 13. P. 1500195.

106. Zhang W. et al. Ethyl acetate green antisolvent process for high-performance planar low-temperature SnO2-based perovskite solar cells made in ambient air // Chemical Engineering Journal. Elsevier, 2020. Vol. 379. P. 122298.

107. Moshnikov V. et al. Controlled Crystallization of Hybrid Perovskite Films from Solution Using Prepared Crystal Centers // Crystals (Basel). 2024. Vol. 14, № 4. P. 376.

108. Khenkin M. V. et al. Consensus statement for stability assessment and reporting for perovskite photovoltaics based on ISOS procedures // Nature Energy. 2020. Vol. 5, № 1. P. 35-49.

109. Patel M.S. et al. Fullerene (C60)-modulated surface evolution in CH3NH3PbI3 and its role in controlling the performance of inverted perovskite solar cells // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2020. Vol. 31, № 14. P. 11150-11158.

110. Guan Z. et al. Ultrafast Electron-Transfer Via Hybrid States at Perovskite/Fullerene Interface // Advanced Materials. 2024. Vol. 36, № 38.

111. Ryabko A.A. et al. Competing growth mechanisms during the formation of a MAPbI3 polycrystalline film // Vestnik NovSU. 2023. № 3. P. 365-373.

112. Nenashev G. V. et al. Effect of barium doping on the behavior of conductivity and impedance of organic-inorganic perovskite films // Solid State Commun. Pergamon, 2024. Vol. 388. P. 115554.

113. Saliba M. et al. How to Make over 20% Efficient Perovskite Solar Cells in Regular (n-i-p) and Inverted (p-i-n) Architectures // Chemistry of Materials. 2018. Vol. 30, № 13. P. 4193-4201.

114. Yang J.K. et al. Reference of Temperature and Time during tempering process for non-stoichiometric FTO films // Scientific Reports 2015 5:1. Nature Publishing Group, 2015. Vol. 5, № 1. P. 1-6.

115. Liu L. et al. A-site phase segregation in mixed cation perovskite // Materials Reports: Energy. 2021. Vol. 1, № 4. P. 100064.

116. Shao Y. et al. Grain boundary dominated ion migration in polycrystalline organic-inorganic halide perovskite films // Energy Environ Sci. 2016. Vol. 9, № 5. P. 1752-1759.

117. Yan K. et al. Hybrid Halide Perovskite Solar Cell Precursors: Colloidal Chemistry and Coordination Engineering behind Device Processing for High Efficiency // J Am Chem Soc. 2015. Vol. 137, № 13. P. 4460-4468.

118. Nayak P.K. et al. Mechanism for rapid growth of organic-inorganic halide perovskite crystals // Nat Commun. 2016. Vol. 7, № 1. P. 13303.

119. Duan B. et al. Identification and characterization of a new intermediate to obtain high quality perovskite films with hydrogen halides as additives // Inorg Chem Front. 2017. Vol. 4, № 3. P. 473-480.

120. Liu Y. et al. Inch-sized high-quality perovskite single crystals by suppressing phase segregation for light-powered integrated circuits // Sci Adv. 2021. Vol. 7, № 7.

121. Noel N.K. et al. Unveiling the Influence of pH on the Crystallization of Hybrid Perovskites, Delivering Low Voltage Loss Photovoltaics // Joule. 2017. Vol. 1, № 2. P. 328-343.

122. Meng L. et al. Improved perovskite solar cell efficiency by tuning the colloidal size and free ion concentration in precursor solution using formic acid additive // Journal of Energy Chemistry. 2020. Vol. 41. P. 43-51.

123. Khenkin M. V. et al. Consensus statement for stability assessment and reporting for perovskite photovoltaics based on ISOS procedures // Nat Energy. 2020. Vol. 5, № 1. P. 35-49.

124. B. Cappel U., Daeneke T., Bach U. Oxygen-Induced Doping of Spiro-MeOTAD in Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells and Its Impact on Device Performance // Nano Lett. 2012. Vol. 12, № 9. P. 4925-4931.

125. Saygili Y. et al. Planar Perovskite Solar Cells with High Open-Circuit Voltage Containing a Supramolecular Iron Complex as Hole Transport Material Dopant // ChemPhysChem. Wiley-VCH Verlag, 2018. Vol. 19, № 11. P. 1363-1370.

126. Luo J. et al. The novel dopant for hole-transporting material opens a new processing route to efficiently reduce hysteresis and improve stability of planar perovskite solar cells // J Power Sources. Elsevier, 2017. Vol. 342. P. 886-895.

127. Liu D. et al. Improved performance of inverted planar perovskite solar cells with F4-TCNQ doped PEDOT:PSS hole transport layers // J Mater Chem A Mater. The Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 5, № 12. P. 5701-5708.

128. Luo J. et al. The novel dopant for hole-transporting material opens a new processing route to efficiently reduce hysteresis and improve stability of planar perovskite solar cells // J Power Sources. Elsevier, 2017. Vol. 342. P. 886-895.

129. Liu M. et al. Identifying an Optimum Perovskite Solar Cell Structure by Kinetic Analysis: Planar, Mesoporous Based, or Extremely Thin Absorber Structure // ACS Appl Energy Mater. 2018. Vol. 1, № 8. P. 3722-3732.

130. Liu M. et al. Beyond hydrophobicity: how F4-TCNQ doping of the hole transport material improves stability of mesoporous triple-cation perovskite solar cells // J Mater Chem A Mater. 2022. Vol. 10, № 21. P. 11721-11731.