Unveiling the ambipolar carrier transport property of SnO2−X for multiple-functional interlayers in perovskite solar cells

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作者
Zhenyi Ni,Zhenhua Yu,Jinsong Huang
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:119 (12) 被引量:3
标识
DOI:10.1063/5.0066843
摘要

Tin oxides are the most promising electron transport layers in perovskite solar cells. An ambipolar carrier transport property has been recently demonstrated which enables a simple interconnection structure for all-perovskite tandem solar cells. However, the underlying mechanism for its ambipolar behavior is unclear, which cannot be explained by the intrinsic defects in SnO2−x. Here, by using density functional theory calculations, we unveil the origin of the ambipolar carrier transport of non-stoichiometry SnO2−x with a structure of SnO embedded in the SnO2 matrix. The hybridization of O 2p and Sn 5s orbitals of SnO introduces mid-gap states in the bandgap of SnO2, enabling hole transport property for SnO2−x when x is > 0.2. Increasing the percentage of SnO in SnO2−x significantly enhances the hole transport capability of SnO2−x due to the enlarged Sn–O–Sn angles that increase orbital overlapping between O and Sn atoms, thus providing strategies for the further tuning of the carrier transport properties of SnO2−x by compositional and structural designs.
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