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Cs/MAPbI3 composite formation and its influence on optical properties

DOI:10.1016/j.jallcom.2018.12.333 期刊:Journal of Alloys and Compounds 出版年份:2019 更新时间:2025-09-23 15:23:52
摘要: The stability issue is very critical for organic hybrid perovskite CH3NH3PbI3 to be used in solar cell applications; whereas CsPbI3 is reported to be more stable than that of CH3NH3PbI3. In the present work, we attempt to substitute Cs+ in the organic hybrid perovskite CH3NH3PbI3 matrix to form Csx(CH3NH3)1-xPbI3 with 0 ≤ x ≤ 0.4 in ambient conditions i.e., at room temperature and in air via solid state reaction route. The structural studies reveal presence of both CH3NH3PbI3 (tetragonal, I4/mcm) and CsPbI3 (orthorhombic, Pnma) phases for x > 0. It is appearing that partial solid solution formation has occurred up to x = 0.2 but for x > 0.2, the composite formation dominates. The optical band gap is slightly increased by ~ 0.02 eV with substitution. These compounds keep the basic feature of parent CH3NH3PbI3 along with stability of CsPbI3.
作者: Vani Pawar,Manish Kumar,Priyanka A. Jha,S.K. Gupta,Pardeep K. Jha,Prabhakar Singh
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To investigate the substitution of Cs+ in the CH3NH3PbI3 matrix to form Csx(CH3NH3)1-xPbI3 composites and study their structural, thermodynamic, and optical properties for improved stability in solar cell applications.

The CsxMA(1-x)PbI3 series was successfully synthesized in ambient conditions, with solid solution formation up to x=0.2 and composite formation beyond. The materials retain a band gap around 1.5 eV and show improved stability compared to pure MAPbI3, making them promising for cost-effective solar cell applications. Future work should focus on thin film fabrication and device performance.

The study is limited to bulk powder samples synthesized via solid-state reaction; thin films or device integration are not explored. The ambient synthesis may introduce impurities or affect reproducibility. The solubility limit of Cs is only up to x=0.2, and higher substitutions lead to composite phases rather than homogeneous solid solutions.

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