Los avances recientes en la tecnología de células solares utilizan películas de perovskita policristalina como capa activa, con un aumento de la eficiencia de hasta un 24,2%. Las perovskitas híbridas orgánico-inorgánicas son especialmente exitosas y se han utilizado en dispositivos optoelectrónicos, incluidas las células solares,fotodetectores, diodos emisores de luz y láseres.
Pero la superficie de las perovskitas híbridas es propensa a defectos superficiales, o trampas superficiales, donde los portadores de carga quedan atrapados en el material semiconductor. Para resolver este problema y reducir el número de trampas, la superficie del cristal debe pasivarse.
Antes de su uso, las perovskitas se pueden tratar con soluciones químicas, vapores y gases atmosféricos para eliminar los defectos que hacen que el material sea menos efectivo. La bencilamina es una molécula particularmente exitosa para este propósito. Una comprensión detallada de los mecanismos físicos y químicos mediante los cuales estos tratamientosEl trabajo es clave para aumentar la colección de portadores de carga en las células solares.
en su artículo de esta semana Revisiones de física aplicada , de AIP Publishing, los autores describen su trabajo probando cristales de perovskita híbridos orgánicos-inorgánicos tratados con bencilamina para investigar los mecanismos por los cuales se pasiva la superficie del cristal y se reducen los estados de trampa.
"Esta molécula se ha utilizado en campos policristalinos en células solares, y la gente ha demostrado que las células solares se mejoraron", dijo la autora Maria A. Loi. "Queríamos estudiar, en un sistema limpio, por qué las células solares semejorar y comprender por qué agregar esta molécula mejora los dispositivos ".
Los experimentos revelaron que la bencilamina entra en la superficie del cristal para crear un nuevo material bidimensional, perovskita 2D, en la superficie del cristal tridimensional. Donde se forma la versión 2D y luego se separa de la superficie., se produce un patrón de grabado en terrazas.
"El propósito principal era pasivar la superficie para reducir los estados de defecto", dijo Loi. "Para nuestra sorpresa, descubrimos que la superficie se modificó, lo que no era un mecanismo esperado. La gente informa que esta molécula puede mejorar la calidad dedispositivos, pero nadie ha informado que, en realidad, estaba creando una capa bidimensional y también podría reestructurar el material ".
Los autores también descubrieron que la combinación de bencilamina y gases atmosféricos es más efectiva para la pasivación. Eso podría significar, dijo Loi, que existe más de un tipo de estado de trampa. Una mayor investigación de múltiples tipos de estados de trampa podría permitir un ajuste preciso de lamecanismos involucrados en la preparación de cristales para dispositivos optoelectrónicos eficientes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :