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On the recombination order of surface recombination under open circuit conditions

  • Understanding the recombination dynamics of organic and perovskite solar cells has been a crucial prerequisite in the steadily increasing performance of these promising new types of photovoltaics. Surface recombination in particular has turned out to be one of the last remaining roadblocks, which specifically reduces the open circuit voltage. In this study, the relationship between the rate of surface recombination and the density of charge carriers is analyzed, revealing a cubic dependence between these two parameters. This hypothesis is then tested and verified with the recombination dynamics of an organic solar cell known to exhibit significant surface recombination and a high energy proton irradiated CH3NH3PbI3 pemvskite solar cell during white light illumination. Incidentally, these results can also explain recombination orders exceeding the commonly known threshold for bimolecular recombination that have been observed in some studies without the need for a charge carrier dependent bimolecular recombination coefficient.

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Verfasserangaben:Joachim VollbrechtORCiD, Viktor V. BrusORCiD
DOI:https://doi.org/10.1016/j.orgel.2020.105905
ISSN:1566-1199
ISSN:1878-5530
Titel des übergeordneten Werks (Englisch):Organic electronics : physics, materials and applications
Verlag:Elsevier Science
Verlagsort:Amsterdam [u.a.]
Publikationstyp:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache:Englisch
Datum der Erstveröffentlichung:10.08.2020
Erscheinungsjahr:2020
Datum der Freischaltung:04.10.2023
Freies Schlagwort / Tag:Perovskite solar cells; Shockley-Read-Hall; charge carrier density; organic photovoltaics; recombination order; statistics; surface recombination
Band:86
Aufsatznummer:105905
Seitenanzahl:7
Fördernde Institution:Alexander-von-Humboldt Stiftung Alexander von Humboldt Foundation
Organisationseinheiten:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik und Astronomie
DDC-Klassifikation:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Peer Review:Referiert
Verstanden ✔
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