Anatase TiO$_2$ :
- L'Anatase TiO$_2$ est la forme de TiO$_2$ la plus couramment utilisée dans les PSC en raison de sa grande mobilité électronique et de son alignement de bande approprié avec les matériaux pérovskites.
- Il possède une structure cristalline tétragonale et présente d'excellentes propriétés de transport de charge.
- Les ETL Anatase TiO$_2$ peuvent faciliter une extraction et un transport efficaces des électrons depuis la couche de pérovskite, réduisant ainsi les pertes de recombinaison de charge et améliorant l'efficacité globale de conversion de puissance (PCE) des PSC.
- Cependant, l'anatase TiO$_2$ est relativement instable dans des conditions de traitement à haute température, ce qui peut conduire à une transformation de phase et à une dégradation de la couche de pérovskite.
Rutile TiO$_2$ :
- Le Rutile TiO$_2$ a une structure cristalline tétragonale et est plus stable que l'anatase TiO$_2$ à haute température.
- Il présente une mobilité électronique inférieure à celle de l'anatase TiO$_2$, mais il a une meilleure stabilité thermique et peut résister à des températures de traitement plus élevées.
- Les ETL Rutile TiO$_2$ peuvent offrir une stabilité améliorée aux PSC, en particulier dans des conditions environnementales difficiles ou un fonctionnement prolongé.
- Cependant, la plus faible mobilité électronique du Rutile TiO$_2$ peut entraîner une légère réduction du transport de charge et du PCE par rapport au TiO$_2$ anatase.
Brookite TiO$_2$ :
- Brookite TiO$_2$ a une structure cristalline orthorhombique et est moins couramment utilisée dans les PSC en raison de sa plus faible mobilité électronique et de son alignement de bande moins favorable avec les matériaux pérovskites.
- Cependant, la brookite TiO$_2$ possède des propriétés uniques, telles qu'un indice de réfraction élevé et une forte capacité de diffusion de la lumière, qui peuvent améliorer l'absorption de la lumière dans les CSP.
- En incorporant de la brookite TiO$_2$ dans l'ETL ou en tant que couche supplémentaire dans les PSC, il est possible d'améliorer la récupération de la lumière et de réduire les pertes optiques, conduisant à un PCE amélioré.
En résumé, l’utilisation de différentes formes d’oxyde de titane comme ETL dans les PSC peut influencer les performances et la stabilité du dispositif. L'Anatase TiO$_2$ offre une mobilité électronique élevée et un transport de charge efficace, tandis que le rutile TiO$_2$ offre une meilleure stabilité thermique. Brookite TiO$_2$ possède des propriétés uniques de diffusion de la lumière qui peuvent améliorer l'absorption de la lumière. La sélection du polymorphe TiO$_2$ approprié dépend des propriétés souhaitées et des exigences de performances du dispositif PSC.
