Photophysical and Photoelectrochemical Properties of CsPbBr

electrochemistry impedance inorganic perovskites low-temperature optical properties photoelectrochemistry

Journal

Chemphyschem : a European journal of chemical physics and physical chemistry
ISSN: 1439-7641
Titre abrégé: Chemphyschem
Pays: Germany
ID NLM: 100954211

Informations de publication

Date de publication:
06 Oct 2022
Historique:
revised: 24 06 2022
received: 26 04 2022
pubmed: 28 6 2022
medline: 28 6 2022
entrez: 27 6 2022
Statut: ppublish

Résumé

Perovskite have had a great impact on the solid-state physics world in the last decade not only achieving great success in photovoltaics but, more recently, also in the implementation of other optoelectronic devices. One of the main obstacles for the adoption of Pb-based perovskite technologies are the high amounts of Pb needed in the conventional preparation methods. Here we present for the first time a detailed analysis of the photophysical and photoelectrochemical properties of CsPbBr

Identifiants

pubmed: 35759412
doi: 10.1002/cphc.202200286
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

e202200286

Subventions

Organisme : ANID FONDECYT
ID : 1200974
Organisme : PEDECIBA - Física Uruguay
Organisme : ANII (Agencia Nacional de Investigación e Innovación)
ID : FSE_1_2014_1_102184
Organisme : ANII (Agencia Nacional de Investigación e Innovación)
ID : FCE_1_2014_1_104739
Organisme : CSIC (Comisión Sectorial de Investigación Científica)
Organisme : CAP (Comisión Académica de Posgrado) of the Universidad de la República
Organisme : Ministerio de Ciencia e Innovación of Spain
Organisme : Agencia Estatal de Investigación (AEI)
Organisme : EU (FEDER)
ID : PID2019-110430GB-C22
Organisme : EU (FEDER)
ID : PCI2019-111839-2
Organisme : Junta de Andalucia
ID : UPO-1259175
Organisme : Spanish Ministry of Education, Culture and Sports
ID : FPU2017-03684

Informations de copyright

© 2022 Wiley-VCH GmbH.

Références

A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, T. Miyasaka, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050.
M. A. Green, E. D. Dunlop, J. Hohl-Ebinger, M. Yoshita, N. Kopidakis, A. W. Y. Ho-Baillie, Prog. Photovoltaics 2019, 28.
X. Di, Z. Hu, J. Jiang, M. He, L. Zhou, W. Xiang, X. Liang, Chem. Commun. 2017, 53, 11068.
X. Zhang, W. Wang, B. Xu, S. Liu, H. Dai, D. Bian, S. Chen, K. Wang, X. W. Sun, Nano Energy 2017, 37, 40.
Z. Xiao, R. A. Kerner, L. Zhao, N. L. Tran, K. M. Lee, T.-W. Koh, G. D. Scholes, B. P. Rand, Nat. Photonics 2017, 11, 108.
C.-Y. Huang, C. Zou, C. Mao, K. L. Corp, Y.-C. Yao, Y.-J. Lee, C. W. Schlenker, A. K. Y. Jen, L. Y. Lin, ACS Photonics 2017, 4, 2281.
Y. Xu, Q. Chen, C. Zhang, R. Wang, H. Wu, X. Zhang, G. Xing, W. W. Yu, X. Wang, Y. Zhang, M. Xiao, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3761.
H. Zhu, Y. Fu, F. Meng, X. Wu, Z. Gong, Q. Ding, M. V. Gustafsson, M. T. Trinh, S. Jin, X. Y. Zhu, Nat. Mater. 2015, 14, 636.
A. S. Polushkin, E. Y. Tiguntseva, A. P. Pushkarev, S. V. Makarov, Nat. Photonics 2020, 9, 599.
X. Hu, X. Zhang, L. Liang, J. Bao, S. Li, W. Yang, Y. Xie, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 7373.
V. Adinolfi, O. Ouellette, M. I. Saidaminov, G. Walters, A. L. Abdelhady, O. M. Bakr, E. H. Sargent, Adv. Mater. 2016, 28, 7264.
J. Yu, X. Chen, Y. Wang, H. Zhou, M. Xue, Y. Xu, Z. Li, C. Ye, J. Zhang, P. A. Van Aken, J. Mater. Chem. C 2016, 4, 7302.
C. C. Stoumpos, C. D. Malliakas, J. A. Peters, Z. Liu, M. Sebastian, J. Im, T. C. Chasapis, A. C. Wibowo, D. Y. Chung, A. J. Freeman, B. W. Wessels, M. G. Kanatzidis, Cryst. Growth Des. 2013, 13, 2722.
Y.-F. Xu, M.-Z. Yang, B.-X. Chen, X.-D. Wang, H.-Y. Chen, D.-B. Kuang, C.-Y. Su, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5660.
J. Hou, S. Cao, Y. Wu, Z. Gao, F. Liang, Y. Sun, Z. Lin, L. Sun, Chem. Eur. J. 2017, 23, 9481.
S. Shyamal, S. K. Dutta, N. Pradhan, J. Phys. Chem. Lett. 2019, 10, 7965.
G. F. Samu, R. A. Scheidt, G. Zaiats, P. V. Kamat, C. Janáky, Chem. Mater. 2018, 30, 4202.
L.-F. Gao, W.-J. Luo, Y.-F. Yao, Z.-G. Zou, Chem. Commun. 2018, 54, 11459.
P. Da, M. Cha, L. Sun, Y. Wu, Z.-S. Wang, G. Zheng, Nano Lett. 2015, 15, 3452.
M. T. Hoang, N. D. Pham, J. H. Han, J. M. Gardner, I. Oh, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 11904.
M. Crespo-Quesada, L. M. Pazos-Outón, J. Warnan, M. F. Kuehnel, R. H. Friend, E. Reisner, Nat. Commun. 2016, 7, 12555.
S. Nam, C. T. K. Mai, I. Oh, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 14659.
Y. Zhu, X. Tong, H. Song, Y. Wang, Z. Qiao, D. Qiu, J. Huang, Z. Lu, Dalton Trans. 2018, 47, 10057.
D. Cardenas-Morcoso, A. F. Gualdrón-Reyes, A. B. Ferreira Vitoreti, M. García-Tecedor, S. J. Yoon, M. Solis de la Fuente, I. Mora-Seró, S. Gimenez, J. Phys. Chem. Lett. 2019, 10, 630.
M. Kulbak, D. Cahen, G. Hodes, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 2452.
M. Kulbak, S. Gupta, N. Kedem, I. Levine, T. Bendikov, G. Hodes, D. Cahen, J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 167.
J. Duan, Y. Zhao, B. He, Q. Tang, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3787.
J. Liang, C. Wang, Y. Wang, Z. Xu, Z. Lu, Y. Ma, H. Zhu, Y. Hu, C. Xiao, X. Yi, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 15829.
X. Chang, W. Li, L. Zhu, H. Liu, H. Geng, S. Xiang, J. Liu, H. Chen, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 33649.
R. E. Beal, D. J. Slotcavage, T. Leijtens, A. R. Bowring, R. A. Belisle, W. H. Nguyen, G. F. Burkhard, E. T. Hoke, M. D. McGehee, J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 746.
L. Protesescu, S. Yakunin, M. I. Bodnarchuk, F. Krieg, R. Caputo, C. H. Hendon, Nano Lett. 2015, 15, 3692.
D. Fröhlich, K. Heidrich, H. Künzel, G. Trendel, J. Treusch, J. Lumin. 1979, 18, 385.
D. Ramírez, G. Riveros, P. Díaz, J. Verdugo, G. Núñez, S. Lizama, P. Lazo, E. A. Dalchiele, D. L. Gau, R. E. Marotti, J. A. Anta, L. Contreras-Bernal, A. Riquelme, J. Idigoras, ChemElectroChem 2020, 7, 3961.
M. I. Saidaminov, M. A. Haque, J. Almutlaq, S. Sarmah, X. Miao, R. Begum, A. A. Zhumekenov, I. Dursun, N. Cho, B. Murali, Adv. Opt. Mater. 2017, 5, 1600704.
A. F. Akbulatov, L. A. Frolova, N. N. Dremova, I. Zhidkov, V. M. Martynenko, S. A. Tsarev, S. Y. Luchkin, E. Z. Kurmaev, S. M. Aldoshin, K. J. Stevenson, P. A. Troshin, J. Phys. Chem. Lett. 2020, 11, 333.
B. Li, Y. Zhang, L. Zhang, L. Yin, J. Power Sources 2017, 360, 11.
H. Guo, Y. Pei, J. Zhang, C. Cai, K. Zhou, Y. Zhu, J. Mater. Chem. C 2019, 7, 11234.
X. Zhang, H. Wang, Y. Hu, Y. Pei, S. Wang, Z. Shi, V. L. Colvin, S. Wang, Y. Zhang, W. W. Yu, J. Phys. Chem. Lett. 2019, 10, 1750.
A. Babayigit, A. Ethirajan, M. Muller, B. Conings, Nat. Mater. 2016, 15, 247.
N. K. Noel, S. D. Stranks, A. Abate, C. Wehrenfennig, S. Guarnera, A.-A. Haghighirad, A. Sadhanala, G. E. Eperon, S. K. Pathak, M. B. Johnston, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 3061.
A. Binek, M. L. Petrus, N. Huber, H. Bristow, Y. Hu, T. Bein, P. Docampo, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 12881.
L. Xie, Q. Zeng, Q. Li, S. Wang, L. Li, Z. Li, F. Liu, X. Hao, F. Hao, J. Phys. Chem. Lett. 2021, 12, 9595.
G. Hodes, Science 2013, 342, 317.
L. Deligianni, S. Ahmed, L. T. Romankiw, Electrochem. Soc. Interface 2011, 20, 47.
S. Taunier, J. Sicx-Kurdi, P. P. Grand, A. Chomont, O. Ramdani, L. Parissi, P. Panheleux, N. Naghavi, C. Hubert, M. Ben-Farah, J. P. Fauvarque, J. Connolly, O. Roussel, P. Mogensen, E. Mahé, J. F. Guillemoles, D. Lincot, O. Kerrec, Thin Solid Films 2005, 480-481, 526.
F. De Rossi, T. M. Brown, A. Reale, A. Di Carlo, IEEE J. Photovolt. 2014, 4, 1552.
M. Gurulakshmi, A. Meenakshamma, G. Siddeswaramma, K. Susmitha, Y. P. Venkata Subbaiah, T. Narayana, M. Raghavender, Sol. Energy 2020, 199, 447.
F. Bittner, T. Oekermann, M. Wark, Mater. 2018, 11, 232.
J. Liang, D. Chen, X. Yao, K. Zhang, F. Qu, L. Qin, Y. Huang, J. Li, Small 2020, 16, 1903398.
R. Tang, S. Zhou, H. Li, R. Chen, L. Zhang, L. Yin, Appl. Catal. B 2020, 265, 118583.
J.-F. Liao, Y.-F. Xu, X.-D. Wang, H.-Y. Chen, D.-B. Kuang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 42301.
I. Poli, U. Hintermair, M. Regue, S. Kumar, E. V. Sackville, J. Baker, T. M. Watson, S. Eslava, P. J. Cameron, Nat. Commun. 2019, 10, 2097.
R. A. Scheidt, G. F. Samu, C. Janáky, P. V. Kamat, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 86.
M.-Z. Yang, Y.-F. Xu, J.-F. Liao, X.-D. Wang, H.-Y. Chen, D.-B. Kuang, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 5409.
M. Cardona, Solid State Commun. 2005, 133, 3.
R. Saran, A. Heuer-Jungemann, A. G. Kanaras, R. J. Curry, Adv. Opt. Mater. 2017, 5, 1700231.
B. J. Foley, D. L. Marlowe, K. Sun, W2 A. Saidi, L. Scudiero, M. C. Gupta, J. J. Choi, in Appl. Phys. Lett., AIChE, 2015, pp. 581-586.
J. M. Frost, K. T. Butler, F. Brivio, C. H. Hendon, M. Van Schilfgaarde, A. Walsh, Nano Lett. 2014, 14, 2584.
S. Singh, C. Li, F. Panzer, K. L. Narasimhan, A. Graeser, T. P. Gujar, A. Köhler, M. Thelakkat, S. Huettner, D. Kabra, J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 3014.
C. Yu, Z. Chen, J. Wang, W. Pfenninger, N. Vockic, J. T. Kenney, K. Shum, J. Appl. Phys. 2011, 110, 063526.
A. Francisco-López, B. Charles, O. J. Weber, M. I. Alonso, M. Garriga, M. Campoy-Quiles, M. T. Weller, A. R. Goñi, J. Phys. Chem. Lett. 2019, 10, 2971.
W. Wu, W. Liu, Q. Wang, Q. Han, Q. Yang, J. Alloys Compd. 2019, 787, 165.
A. Dey, P. Rathod, D. Kabra, Adv. Opt. Mater. 2018, 6, 1800109.
A. Patanè, A. Levin, A. Polimeni, L. Eaves, P. C. Main, M. Henini, G. Hill, Phys. Status Solidi 2001, 224, 41.
F. Ruf, M. F. Aygüler, N. Giesbrecht, B. Rendenbach, A. Magin, P. Docampo, H. Kalt, M. Hetterich, APL Mater. 2019, 7, 31113.
F. Ruf, A. Magin, M. Schultes, E. Ahlswede, H. Kalt, M. Hetterich, Appl. Phys. Lett. 2018, 112, 83902.
D. Bimberg, M. Sondergeld, E. Grobe, Phys. Rev. B 1971, 4, 3451.
F. Gabelloni, F. Biccari, G. Andreotti, D. Balestri, S. Checcucci, A. Milanesi, N. Calisi, S. Caporali, A. Vinattieri, Opt. Mater. Express 2017, 7, 4367.
B. A. Koscher, J. K. Swabeck, N. D. Bronstein, A. P. Alivisatos, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 6566.
S. Rudin, T. L. Reinecke, B. Segall, Phys. Rev. B 1990, 42, 11218.
X. B. Zhang, T. Taliercio, S. Kolliakos, P. Lefebvre, J. Phys. Condens. Matter 2001, 13, 7053.
C. Wolf, T.-W. Lee, Mater. Today 2018, 7, 199.
B. T. Diroll, H. Zhou, R. D. Schaller, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1800945.
X. Lao, Z. Yang, Z. Su, Z. Wang, H. Ye, M. Wang, X. Yao, S. Xu, Nanoscale 2018, 10, 9949.
K. Wei, Z. Xu, R. Chen, X. Zheng, X. Cheng, T. Jiang, Opt. Lett. 2016, 41, 3821.
M. J. Trimpl, A. D. Wright, K. Schutt, L. R. V. Buizza, Z. Wang, M. B. Johnston, H. J. Snaith, P. Müller-Buschbaum, L. M. Herz, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2004312.
J. T. Mulder, I. Du Fossé, M. Alimoradi Jazi, L. Manna, A. J. Houtepen, ACS Energy Lett. 2021, 6, 2519.
P. W. Atkins, Physical chemistry, Oxford Univ. Press. Oxford 1998, p. 806.
G. F. Samu, R. A. Scheidt, P. V. Kamat, C. Janáky, Chem. Mater. 2018, 30, 561.
D. Ramírez, G. Riveros, K. Álvarez, B. González, C. J. Pereyra, E. A. Dalchiele, R. E. Marotti, D. Ariosa, F. Martín, J. R. Ramos-barrado, Mater. Sci. Semicond. Process. 2017, 68, 226.
J. Rousset, E. Saucedo, D. Lincot, Chem. Mater. 2009, 21, 534.
A. Hankin, F. E. Bedoya-Lora, J. C. Alexander, A. Regoutz, G. H. Kelsall, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 26162.
H.-Y. Hsu, L. Ji, H. S. Ahn, J. Zhao, E. T. Yu, A. J. Bard, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 14758.
A. Guerrero, E. J. Juarez-Perez, J. Bisquert, I. Mora-Sero, G. Garcia-Belmonte, Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 133902.
D. Tiwari, F. Cardoso-Delgado, D. Alibhai, M. Mombrú, D. J. Fermín, ACS Appl. Energ. Mater. 2019, 2, 3878.
I. Mora-Seró, Joule 2018, 2, 585.
S. Ravishankar, S. Gharibzadeh, C. Roldán-Carmona, G. Grancini, Y. Lee, M. Ralaiarisoa, A. M. Asiri, N. Koch, J. Bisquert, M. K. Nazeeruddin, Joule 2018, 2, 788.
S. Govinda, B. P. Kore, M. Bokdam, P. Mahale, A. Kumar, S. Pal, B. Bhattacharyya, J. Lahnsteiner, G. Kresse, C. Franchini, A. Pandey, D. D. Sarma, J. Phys. Chem. Lett. 2017, 8, 4113.
S. P. Harrington, T. M. Devine, J. Electrochem. Soc. 2008, 155, C381.
A. Hankin, F. E. Bedoya-Lora, J. C. Alexander, A. Regoutz, G. H. Kelsall, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 26162.
Z. Li, C. C. Mercado, M. Yang, E. Palay, K. Zhu, Chem. Commun. 2017, 53, 2467.
A. Ishikawa, T. Takata, J. N. Kondo, M. Hara, H. Kobayashi, K. Domen, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13547.
Y. Kang, S. Han, Phys. Rev. Appl. 2018, 10, 044013.
L. M. Peter, in Dynamic Aspects of Semiconductor Photoelectrochemistry (Ed.: M. Schiavello), Springer Netherlands, Dordrecht, 1988, pp. 243-273.
L. M. Abrantes, L. M. Peter, J. Electroanal. Chem. 1983, 150, 593.
L. M. Peter, A. B. Walker, T. Bein, A. G. Hufnagel, I. Kondofersky, J. Electroanal. Chem. 2020, 872, 114234.
Gurudayal, L. M. Peter, L. H. Wong, F. F. Abdi, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 41265.
L. Contreras-Bernal, S. Ramos-Terrón, A. Riquelme, P. P. Boix, J. Idígoras, I. Mora-Seró, J. A. Anta, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 12191.
S. G. Motti, F. Krieg, A. J. Ramadan, J. B. Patel, H. J. Snaith, M. V. Kovalenko, M. B. Johnston, L. M. Herz, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1909904.
Y. Wang, Z. Hu, C. Gao, C. Yang, H. Zhang, J. Zhang, X. Zhou, Y. Zhu, ACS Appl. Electron. Mater. 2019, 1, 2334.
Q. Han, J. Ding, Y. Bai, T. Li, J. Y. Ma, Y. X. Chen, Y. Zhou, J. Liu, Q. Q. Ge, J. Chen, J. T. Glass, M. J. Therien, J. Liu, D. B. Mitzi, J. S. Hu, Chem 2018, 4, 2405.
W. Ke, G. Fang, J. Wan, H. Tao, Q. Liu, L. Xiong, P. Qin, J. Wang, H. Lei, G. Yang, M. Qin, X. Zhao, Y. Yan, Nat. Commun. 2015, 6, 1.

Auteurs

Daniel L Gau (DL)

Facultad de Ingeniería, Instituto de Física, Universidad de la República, Herrera y Reissig 565, C.C. 30, 11000, Montevideo, Uruguay.

Daniel Ramírez (D)

Instituto de Química y Bioquímica, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso, Avenida Gran Bretaña 1111, Playa Ancha, 2360102, Valparaíso, Chile.

Fernando Iikawa (F)

Institute of Physics "Gleb Wataghin", University of Campinas, 13083-859 Campinas, São Paulo, Brazil.

Gonzalo Riveros (G)

Instituto de Química y Bioquímica, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso, Avenida Gran Bretaña 1111, Playa Ancha, 2360102, Valparaíso, Chile.

Patricia Díaz (P)

Instituto de Química y Bioquímica, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso, Avenida Gran Bretaña 1111, Playa Ancha, 2360102, Valparaíso, Chile.

Javier Verdugo (J)

Instituto de Química y Bioquímica, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso, Avenida Gran Bretaña 1111, Playa Ancha, 2360102, Valparaíso, Chile.

Gerard Núñez (G)

Instituto de Química y Bioquímica, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso, Avenida Gran Bretaña 1111, Playa Ancha, 2360102, Valparaíso, Chile.

Susy Lizama (S)

Instituto de Química y Bioquímica, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso, Avenida Gran Bretaña 1111, Playa Ancha, 2360102, Valparaíso, Chile.

Pamela Lazo (P)

Instituto de Química y Bioquímica, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso, Avenida Gran Bretaña 1111, Playa Ancha, 2360102, Valparaíso, Chile.

Enrique A Dalchiele (EA)

Facultad de Ingeniería, Instituto de Física, Universidad de la República, Herrera y Reissig 565, C.C. 30, 11000, Montevideo, Uruguay.

Lidia Contreras (L)

Área de Química Física, Departamento de Sistemas Físicos, Químicos y Naturales, Universidad Pablo de Olavide, 41013, Sevilla, Spain.

Jesús Idigoras (J)

Área de Química Física, Departamento de Sistemas Físicos, Químicos y Naturales, Universidad Pablo de Olavide, 41013, Sevilla, Spain.

Juan Anta (J)

Área de Química Física, Departamento de Sistemas Físicos, Químicos y Naturales, Universidad Pablo de Olavide, 41013, Sevilla, Spain.

Ricardo E Marotti (RE)

Facultad de Ingeniería, Instituto de Física, Universidad de la República, Herrera y Reissig 565, C.C. 30, 11000, Montevideo, Uruguay.

Classifications MeSH