载流子传输材料功函数对钙钛矿可切换光伏现象的影响

摘要： 在具有特定结构和测量条件的钙钛矿太阳能电池中，已观察到有机金属卤化物钙钛矿的滞后效应和可切换光伏现象。这些现象被成功应用于阻变随机存取存储器和类脑器件，特别是采用光子作为读出或应力探针（而非电学探针）。然而，导致这些效应的机制尚未完全阐明。本文制备了具有不同空穴传输层（功函数范围5.9 eV至3.7 eV）的钙钛矿器件，并通过电流-电压测量与时间分辨光响应测量进行系统表征。结果表明可切换光伏现象与空穴传输层功函数高度相关。利用X射线光电子能谱(XPS)和紫外光电子能谱(UPS)详细研究了钙钛矿与多种材料的界面电子结构，证实可切换光伏现象强烈依赖于强能带弯曲效应。光诱导XPS测量显示钙钛矿层能带弯曲程度受电荷捕获/释放及空穴载流子积累调控。基于电学测量与能带图，我们提出结合离子迁移与电荷捕获/释放过程的理论模型来解释可切换光伏现象。