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Structural Characterization and Room Temperature Low Frequency Raman Scattering from MAPbI3 Halide Perovskite Films Rigidized by Cesium Incorporation

DOI:10.1021/acsaem.8b01539 期刊:ACS Applied Energy Materials 出版年份:2018 更新时间:2025-09-04 15:30:14
摘要: The structural instability of organometal halide perovskites (OHP) is one of the major issues concerning commercialization of perovskite solar cells. Probing this intrinsic instability is one of the major milestones and challenging tasks towards enhancing the lifespan of the material. Here we have incorporated Cs ions into methylammonium lead iodide (MAPbI3) films and studied the thin film structural and optical properties. Incorporation of Cs into MAPbI3 leads to formation of both α-CsPbI3 and ?-CsPbI3 phases, black and yellow respectively, as indicated by the evolution of the optical band edge and X-Ray diffraction (XRD) spectrum. At a concentration of 20% Cs ions, we observe existence of a stable α-CsPbI3 phase. Incorporating 59% or more Cs ions yields the yellow phase of CsPbI3, due to alloying of Cs with the MAPbI3 matrix. The structural transformations observed in absorption spectra and XRD are confirmed by Low Frequency Raman Spectroscopy. The thermally induced structural fluctuations in pure MAPbI3 films are damped upon Cs incorporation, thus bringing long range stabilized order to the perovskite structure and enabling for the first time observation of Low Frequency Raman Scattering at room temperature for OHPs. In addition to this, Cs incorporation rigidizes the perovskite film and sharpens all low frequency vibrational peaks.
作者: Vinayaka Harshothama Damle,Laxman Gouda,Shay Tirosh,Yaakov R. Tischler
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Investigating the structural and optical properties of Cs-incorporated MAPbI3 films to understand the stabilization mechanism of organometal halide perovskites.

Incorporation of Cs into MAPbI3 films leads to structural stabilization and enhanced rigidity, as evidenced by the observation of Low Frequency Raman Scattering at room temperature. This stabilization is attributed to the damping of thermal fluctuations and anharmonic motions in the perovskite structure.

The study focuses on the structural and optical properties of Cs-incorporated MAPbI3 films, with limited discussion on the photovoltaic performance or long-term stability under operational conditions.

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