@article{TvingstedtMalinkiewiczBaumannetal.2014,
  author    = {Tvingstedt, Kristofer and Malinkiewicz, Olga and Baumann, Andreas and Deibel, Carsten and Snaith, Henry J. and Dyakonov, Vladimir and Bolink, Henk J.},
  title     = {Radiative efficiency of lead iodide based perovskite solar cells},
  series = {Scientific Reports},
  volume    = {4},
  journal   = {Scientific Reports},
  doi       = {10.1038/srep06071},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119360},
  pages     = {6071},
  year      = {2014},
  abstract  = {The maximum efficiency of any solar cell can be evaluated in terms of its corresponding ability to emit light. We herein determine the important figure of merit of radiative efficiency for Methylammonium Lead Iodide perovskite solar cells and, to put in context, relate it to an organic photovoltaic (OPV) model device. We evaluate the reciprocity relation between electroluminescence and photovoltaic quantum efficiency and conclude that the emission from the perovskite devices is dominated by a sharp band-to-band transition that has a radiative efficiency much higher than that of an average OPV device. As a consequence, the perovskite have the benefit of retaining an open circuit voltage ~0.14 V closer to its radiative limit than the OPV cell. Additionally, and in contrast to OPVs, we show that the photoluminescence of the perovskite solar cell is substantially quenched under short circuit conditions in accordance with how an ideal photovoltaic cell should operate.},
  language  = {en}
}
@article{BaumannTvingstedtHeiberetal.2014,
  author    = {Baumann, A. and Tvingstedt, K. and Heiber, M. C. and V{\"a}th, S. and Momblona, C. and Bolink, H. J. and Dyakonov, V.},
  title     = {Persistent photovoltage in methylammonium lead iodide perovskite solar cells},
  series = {APL Materials},
  volume    = {2},
  journal   = {APL Materials},
  number    = {8},
  doi       = {10.1063/1.4885255},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119397},
  pages     = {081501},
  year      = {2014},
  abstract  = {We herein perform open circuit voltage decay (OCVD) measurements on methylammonium lead iodide (CH3NH3PbI3) perovskite solar cells to increase the understanding of the charge carrier recombination dynamics in this emerging technology. Optically pulsed OCVD measurements are conducted on CH3NH3PbI3 solar cells and compared to results from another type of thin-film photovoltaics, namely, the two reference polymer-fullerene bulk heterojunction solar cell devices based on P3HT:PC60BM and PTB7:PC70BM blends. We observe two very different time domains of the voltage transient in the perovskite solar cell with a first drop on a short time scale that is similar to the decay in the studied organic solar cells. However, 65\%-70\% of the maximum photovoltage persists on much longer timescales in the perovskite solar cell than in the organic devices. In addition, we find that the recombination dynamics in all time regimes are dependent on the starting illumination intensity, which is also not observed in the organic devices. We then discuss the potential origins of these unique behaviors.},
  language  = {en}
}
@article{KiermaschRiederTvingstedtetal.2016,
  author    = {Kiermasch, David and Rieder, Philipp and Tvingstedt, Kristofer and Baumann, Andreas and Dyakonov, Vladimir},
  title     = {Improved charge carrier lifetime in planar perovskite solar cells by bromine doping},
  series = {Scientific Reports},
  volume    = {6},
  journal   = {Scientific Reports},
  doi       = {10.1038/srep39333},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-147976},
  pages     = {39333},
  year      = {2016},
  abstract  = {The charge carrier lifetime is an important parameter in solar cells as it defines, together with the mobility, the diffusion length of the charge carriers, thus directly determining the optimal active layer thickness of a device. Herein, we report on charge carrier lifetime values in bromine doped planar methylammonium lead iodide (MAPbI\(_3\)) solar cells determined by transient photovoltage. The corresponding charge carrier density has been derived from charge carrier extraction. We found increased lifetime values in solar cells incorporating bromine compared to pure MAPbI\(_3\) by a factor of ~2.75 at an illumination intensity corresponding to 1 sun. In the bromine containing solar cells we additionally observe an anomalously high value of extracted charge, which we deduce to originate from mobile ions.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Weinhardt2005,
  author    = {Weinhardt, Lothar},
  title     = {Elektronische und chemische Eigenschaften von Grenzfl{\"a}chen und Oberfl{\"a}chen in optimierten Cu(In,Ga)(S,Se)2 D{\"u}nnschichtsolarzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-16234},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen an D{\"u}nnschichtsolarzellen auf der Basis von Cu(In,Ga)(S,Se)2, der heute vielversprechendsten D{\"u}nnschichttechnologie, durchgef{\"u}hrt. F{\"u}r eine weitere Optimierung der Zellen ist ein detailliertes Verst{\"a}ndnis ihrer chemischen, elektronischen und strukturellen Eigenschaften notwendig. Insbesondere die in dieser Arbeit untersuchten Eigenschaften an den Grenzfl{\"a}chen der Zelle sind aufgrund ihrer zentralen Rolle f{\"u}r den Ladungstr{\"a}gertransport von besonderem Interesse. Bei den vorliegenden Untersuchungen kamen verschiedene Spektroskopien zum Einsatz. Mit einer Kombination von Photoelektronenspektroskopie und Inverser Photoelektronenspektroskopie war es m{\"o}glich, sowohl eine direkte Bestimmung der Valenz- und Leitungsbandanpassungen an den untersuchten Grenzfl{\"a}chen durchzuf{\"u}hren als auch Oberfl{\"a}chenbandl{\"u}cken zu bestimmen. Die Messungen wurden durch die volumenempfindliche R{\"o}ntgenemissionsspektroskopie ideal erg{\"a}nzt, die - wie diese Arbeit zeigt - zusammen mit der Photoelektronenspektroskopie besonders n{\"u}tzlich bei der Analyse des Durchmischungsverhaltens an Grenzfl{\"a}chen oder auch des Einflusses chemischer Behandlungen auf die chemischen und elektronischen Eigenschaften von Oberfl{\"a}chen ist. Im ersten Teil der Arbeit wurden vier Grenzfl{\"a}chen in Proben auf der Basis des Cu(In,Ga)(S,Se)2-Absorbers von Shell Solar (M{\"u}nchen) untersucht. Es konnte dabei zun{\"a}chst das Durchmischungsverhalten an der CdS/CuIn(S,Se)2-Grenzfl{\"a}che in Abh{\"a}ngigkeit des S-Gehaltes an der Absorberoberfl{\"a}che untersucht werden. Bei Messungen an der i-ZnO/CdS-Grenzfl{\"a}che wurde ein flacher Leitungsbandverlauf gefunden, zudem konnte eine Durchmischung an dieser Grenzfl{\"a}che ausgeschlossen werden. Eine besondere Herausforderung stellten die Messungen an der Grenzfl{\"a}che des Absorbers zum Molybd{\"a}nr{\"u}ckkontakt dar, da diese Grenzfl{\"a}che nach ihrem Entstehen unweigerlich unter der etwa 1-2 um dicken Absorberschicht begraben liegt. Durch geeignetes Abspalten des Absorbers vom R{\"u}ckkontakt gelang es, diese Grenzfl{\"a}che freizulegen und zu spektroskopieren. Die Untersuchungen zur Vorbehandlung des Shell-Absorbers mit einer ammoniakalischen Cd-L{\"o}sung dienten dem Verst{\"a}ndnis der positiven Einfl{\"u}sse dieser Behandlung auf den Zellwirkungsgrad. Dabei wurde neben verschiedenen Reinigungswirkungen auf den Absorber als wichtigster Befund die Bildung einer sehr d{\"u}nnen CdS-Schicht und, f{\"u}r hohe Cd-Konzentrationen, einer zus{\"a}tzlichen Cd(OH)2-Schicht auf der Absorberoberfl{\"a}che nachgewiesen. Die gewonnenen Erkenntnisse {\"u}ber die Cd-Behandlung haben eine besondere Bedeutung f{\"u}r die Untersuchung der Grenzfl{\"a}che des Absorbers und einer mit ILGAR ("Ion Layer Gas Reaction") hergestellten Zn(O,OH)-Pufferschicht. An dieser Grenzfl{\"a}che wurde die Bandanpassung mit und ohne vorherige Cd-Behandlung des Absorbers vermessen. Wird die Bandanpassung ohne Vorbehandlung noch durch Adsorbate auf dem Absorber dominiert, wobei man ein "Cliff" im Leitungsband findet, so ist der Leitungsbandverlauf f{\"u}r die Grenzfl{\"a}che mit Cd-behandeltem Absorber flach, was im Einklang mit den sehr guten Wirkungsgraden steht, die mit solchen Zellen erreicht werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurden Messungen an D{\"u}nnschichtsolarzellen mit selenfreiem Cu(In,Ga)S2 Absorber diskutiert. Ein Problem des Cu(In,Ga)S2-Systems besteht heute noch darin, daß die offene Klemmenspannung geringer ausf{\"a}llt, als dies aufgrund der im Vergleich zu CuInSe2 gr{\"o}ßeren Bandl{\"u}cke zu erwarten w{\"a}re. Modelle, die dies auf eine ung{\"u}nstige Bandanpassung an der CdS/Cu(In,Ga)S2-Grenzfl{\"a}che zur{\"u}ckf{\"u}hren, konnten in dieser Arbeit durch die Messung der Leitungsbandanpassung, die ein deutlich "Cliff"-artiges Verhalte aufweist, best{\"a}tigt werden. Untersuchungen des Einflusses unterschiedlicher Oberfl{\"a}chenzusammensetzungen auf die chemischen und elektronischen Eigenschaften der Cu(In,Ga)Se2-Absorberoberfl{\"a}che ergaben, wie sich die Bandl{\"u}cke des Absorbers mit wachsender Kupferverarmung vergr{\"o}ßert und gleichzeitig die Bandverbiegung zunimmt. Im letzten, rein grundlagenorientierten Teil dieser Arbeit wurden R{\"o}ntgenabsorptions- und resonante R{\"o}ntgenemissionsmessungen an CdS und ZnS im Vergleich zu von A. Fleszar berechneten theoretischen Spektren, die unter Ber{\"u}cksichtigung der {\"U}bergangsmatrixelemente aus einer LDA-Bandstruktur berechnet wurden, diskutiert. Es konnten dabei sowohl Anregungen in exzitonische Zust{\"a}nde als auch koh{\"a}rente Emission mit Informationen {\"u}ber die Bandstruktur gefunden werden. Auch war es m{\"o}glich, die Lebensdauern verschiedener Valenzlochzust{\"a}nde zu bestimmen. Es zeigt sich, daß so die Bestimmung einer unteren Grenze f{\"u}r die Bandl{\"u}cke m{\"o}glich ist, f{\"u}r eine genaue Bestimmung bei den untersuchten Verbindungen jedoch ein Vergleich mit theoretischen Berechnungen notwendig ist.},
  subject      = {D{\"u}nnschichtsolarzelle},
  language  = {de}
}
@article{KrausHeiberVaethetal.2016,
  author    = {Kraus, Hannes and Heiber, Michael C. and V{\"a}th, Stefan and Kern, Julia and Deibel, Carsten and Sperlich, Andreas and Dyakonov, Vladimir},
  title     = {Analysis of Triplet Exciton Loss Pathways in PTB7:PC\(_{71}\)BM Bulk Heterojunction Solar Cells},
  series = {Scientific Reports},
  volume    = {6},
  journal   = {Scientific Reports},
  number    = {29158},
  doi       = {10.1038/srep29158},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-147413},
  year      = {2016},
  abstract  = {A strategy for increasing the conversion efficiency of organic photovoltaics has been to increase the VOC by tuning the energy levels of donor and acceptor components. However, this opens up a new loss pathway from an interfacial charge transfer state to a triplet exciton (TE) state called electron back transfer (EBT), which is detrimental to device performance. To test this hypothesis, we study triplet formation in the high performing PTB7:PC\(_{71}\)BM blend system and determine the impact of the morphology-optimizing additive 1,8-diiodoctane (DIO). Using photoluminescence and spin-sensitive optically detected magnetic resonance (ODMR) measurements at low temperature, we find that TEs form on PC\(_{71}\)BM via intersystem crossing from singlet excitons and on PTB7 via EBT mechanism. For DIO blends with smaller fullerene domains, an increased density of PTB7 TEs is observed. The EBT process is found to be significant only at very low temperature. At 300 K, no triplets are detected via ODMR, and electrically detected magnetic resonance on optimized solar cells indicates that TEs are only present on the fullerenes. We conclude that in PTB7:PC\(_{71}\)BM devices, TE formation via EBT is impacted by fullerene domain size at low temperature, but at room temperature, EBT does not represent a dominant loss pathway.},
  language  = {en}
}