Perovskite Materials Degradation Studies

Abstract

Název: Studium degradace perovskitových materiálů Autor: Mykhailo Khytko Pracoviště: Chemická fyzika a optika (MFF UK) Školitel: RNDr. Antonín Fejfar, CSc, Oddělení tenkých vrstev a nanostruktur (FZU) Školitel: RNDr. Martin Ledinský, Ph.D, Oddělení tenkých vrstev a nanostruktur (FZU) Abstrakt Dlouhodobá stabilita zůstává hlavní překážkou bránící komerčnímu využití fotovoltaických zařízení založených na organických halogenidových perovskitech (OHP), a to navzdory jejich vynikajícím účinnostem přeměny energie (PCE). Nejmodernější tandemové články perovskit/křemík již dosahují účinnosti 35.2%, zatímco jednopřechodové perovskitové články překročily 28%. Tenké vrstvy OHP jsou však vysoce náchylné k degradaci při vystavení světlu, vlhkosti, kyslíku a zvýšeným teplotám. Tyto faktory vyvolávají změny struktury a složení, které zhoršují optoelektronické vlastnosti materiálu. Perovskitové solární články (PSC) založené na MAPbI3, FAPbI3 a MAxFA(1-x)PbI3, představují perspektivní technologie díky vysokému absorpčnímu koeficientu, laditelnému zakázanému pásu, dlouhé difuzní délce nosičů náboje a možnosti levné přípravy z roztoků. Nicméně nízká stabilita těchto materiálů za provozních podmínek zařízení zásadně omezuje jejich komercializaci. Perovskitové tenké vrstvy jsou polykrystalické, přičemž jednotlivá zrna jsou...

Title: Perovskite Materials Degradation Studies Author: Mykhailo Khytko Department: Chemical Physics and Optics (MFF UK) Supervisor: RNDr. Antonín Fejfar, CSc, Department of Thin Films and Nanostructures (FZU) Supervisor: RNDr. Martin Ledinský, Ph.D, Department of Thin Films and Nanostructures (FZU) Abstract Long-term stability remains the primary drawback preventing organic halide perovskite (OHP)- based photovoltaics from becoming commercially viable, despite their outstanding power conversion efficiencies (PCE). State-of-the-art perovskite/Si tandem cells already achieve 35.2% PCE, while single-junction perovskites have reached 28%. However, OHP thin films remain highly susceptible to degradation under exposure to light, moisture, oxygen, and elevated temperatures. These environmental factors induce structural and compositional changes that compromise the material's optoelectronic properties. In particular, perovskite solar cells (PSCs) based on methylammonium lead iodide, formamidinium lead iodide, and mixed-cation systems such as methylammonium-formamidinium have emerged as promising technologies due to their high absorption coefficient, tunable bandgap, long carrier diffusion length, and low-cost solution processing. Nevertheless, the poor stability of these materials under device operating conditions...