Los equipos de todo el mundo están trabajando intensamente en el desarrollo de células solares de perovskita. El foco está en lo que se conoce como perovskitas híbridas metal-orgánicas cuya estructura cristalina está compuesta de elementos inorgánicos como el plomo y el yodo, así como una molécula orgánica.
Los semiconductores de perovskita completamente inorgánicos como CsPbI3 tienen la misma estructura cristalina que las perovskitas híbridas, pero contienen un metal alcalino como el cesio en lugar de una molécula orgánica. Esto los hace mucho más estables que las perovskitas híbridas, pero generalmente requiere un paso de producción adicional entemperatura muy alta: varios cientos de grados centígrados. Por esta razón, los semiconductores inorgánicos de perovskita hasta ahora han sido difíciles de integrar en células solares de película delgada que no pueden soportar altas temperaturas. Un equipo dirigido por el Dr. Thomas Unold ha logrado producir inorgánicos.semiconductores de perovskita a temperaturas moderadas para que también puedan usarse en células de película delgada en el futuro.
Los físicos diseñaron un experimento innovador en el que sintetizaron y analizaron muchas combinaciones de material dentro de una sola muestra. Utilizando la evaporación conjunta de yoduro de cesio y yoduro de plomo, produjeron capas delgadas de CsPbI3, variando sistemáticamente las cantidades de estos elementos, mientras que la temperatura del sustrato era inferior a 60 grados centígrados
"Un enfoque de investigación combinatoria como este nos permite encontrar parámetros de producción óptimos para nuevos sistemas de materiales mucho más rápido que con el enfoque convencional que generalmente requiere la producción de 100 muestras para 100 composiciones diferentes", explica Unold. Mediante un análisis cuidadoso durante la síntesis yEn las mediciones posteriores de las propiedades optoelectrónicas, pudieron determinar cómo la composición de la película delgada afecta las propiedades del material.
Sus mediciones muestran que las propiedades optoelectrónicas estructurales e importantes del material son sensibles a la relación de cesio a plomo. Por lo tanto, el exceso de cesio promueve una fase estable de perovskita con buena movilidad y vida útil de los portadores de carga.
En cooperación con el Grupo de Investigadores Jóvenes HZB del Prof. Steve Albrecht, estas capas CsPbI3 optimizadas se usaron para demostrar células solares de perovskita con una eficiencia inicial de más del 12% y un rendimiento estable cercano al 11% durante más de 1200 horas ".han demostrado que los absorbedores de perovskita inorgánicos también podrían ser adecuados para su uso en células solares de película delgada si se pueden fabricar adecuadamente. Creemos que hay un gran margen para nuevas mejoras ", dice Unold.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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