Celdas solares. las células solares. Impacto de la microestructura en la vida útil del portador local en las células...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.
• La optoelectrónica es la óptica electrónica.

Sus antecedentes:

• Los fotovoltaicos híbridos de perovskita exhiben un alto rendimiento debido a la larga vida útil del portador y las eficiencias de la fotoluminiscencia (PL).
• Las películas de perovskita de alta calidad a menudo están vinculadas a tiempos de desintegración PL más lentos.
• El impacto de los límites de grano en el rendimiento de las células solares de perovskita se ha considerado insignificante.

Objetivo del estudio:

• Para resolver espacialmente la dinámica de desintegración de la fotoluminiscencia (PL) en las películas no estoiquiométricas de perovskita orgánico-inorgánico (CH3NH3PbI3(Cl)).
• Para investigar el papel de los límites de grano y la concentración de cloro en las propiedades de PL.
• Explorar métodos para mejorar el rendimiento de los granos de perovskita de bajo rendimiento.

Principales métodos:

• Se empleó microscopía confocal de fluorescencia correlacionada con microscopía electrónica de barrido (SEM).
• Las dinámicas de desintegración de PL se resolvieron espacialmente a través de granos individuales y límites de grano.
• La espectroscopia de rayos X dispersiva de energía (EDX) analizó la composición elemental, específicamente la concentración de cloro.

Principales resultados:

• Se observaron variaciones significativas en las intensidades de PL y la vida útil entre diferentes granos dentro de la misma película.
• Los límites de los granos exhibieron una menor intensidad de PL y una desintegración no radiativa más rápida en comparación con los interiores de los granos.
• Se encontró una correlación positiva entre una mayor concentración de cloro y regiones PL más brillantes.
• El tratamiento químico con piridina activó con éxito granos no luminiscentes (oscuros) previamente.

Conclusiones:

• Los límites de grano en las películas de CH3NH3PbI3 ((Cl) son sitios activos para la recombinación no radiactiva, contrariamente a las suposiciones anteriores.
• La incorporación de cloro es crucial para mejorar la eficiencia de PL en las películas de perovskita.
• Las estrategias de postratamiento, como la aplicación de piridina, pueden pasivar los defectos y mejorar el rendimiento de los granos oscuros, ofreciendo una vía para dispositivos fotovoltaicos mejorados.