Propiedades ópticas sintonizables y separación de carga en las células de perovskitas planas basadas en...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Física del estado sólido Física del estado sólido
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita son prometedoras para la energía renovable.
• La comprensión de la dinámica de carga en las interfaces de la heterostructura es crucial para la eficiencia.
• Las perovskitas plomo-lata mixtas ofrecen propiedades sintonizables, pero requieren una aclaración estructural y electrónica.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las propiedades electrónicas en la interfaz perovskita/TiO2.
• Para aclarar las características estructurales y ópticas de las perovskitas mixtas de halogenuros de plomo y estaño.
• Para explicar el rendimiento superior de las perovskitas a base de plomo sobre las a base de estaño en las células solares.

Principales métodos:

• Cálculos basados en los primeros principios para predecir las caídas de potenciales de interfaz.
• Teoría funcional de densidad dependiente del tiempo (TD-DFT) para espectros de absorción óptica.
• Confirmación computacional de las estructuras experimentales mixtas de perovskita Pb-Sn.

Principales resultados:

• Se predijo una caída potencial significativa en la interfaz de perovskitas halogenadas ricas en Pb/TiO2.
• Esta caída de potencial está vinculada a la acumulación de carga en la interfaz polar, mejorando la separación del portador de carga.
• Los espectros de absorción óptica calculados para las fases β y α de CH3NH3Sn(x) Pb(1-x) I3 coincidieron con los datos experimentales.
• TD-DFT confirmó las estructuras experimentales de las perovskitas de haluros organometálicos Pb-Sn mezcladas.

Conclusiones:

• Los hallazgos explican las mayores eficiencias de conversión de energía de las perovskitas halogenadas a base de plomo en comparación con las basadas en estaño.
• El estudio proporciona información fundamental sobre la física de la interfaz que rige el rendimiento de las células solares de perovskita.
• Los métodos computacionales predicen con precisión y confirman las observaciones experimentales en materiales de perovskita.