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Updated: Mar 17, 2026
Influence of Hybrid Perovskite Fabrication Methods on Film Formation, Electronic Structure, and Solar Cell Performance
Published on: February 27, 2017
PbI2 no reaccionado como una espada de doble filo para mejorar el rendimiento de las células solares de perovskita
T Jesper Jacobsson1,2, Juan-Pablo Correa-Baena2, Elham Halvani Anaraki2,3
1University of Cambridge , Department of Chemistry, Lensfield Road, Cambridge CB2 1EW, U.K.
La optimización de la estequiometría del yoduro de plomo (PbI2) en las células solares de perovskita es crucial para el rendimiento. Mientras que el exceso de PbI2 mejora la fotocorriente, las películas deficientes de PbI2 ofrecen una mayor tensión y estabilidad de circuito abierto, lo que sugiere un enfoque de síntesis ajustable para dispositivos eficientes.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Energía renovable
- Física del estado sólido
Sus antecedentes:
- Las perovskitas de haluro de plomo son fotoabsorbentes prometedores para aplicaciones fotovoltaicas (PV), con eficiencias que alcanzan el 22%.
- La estequiometría precisa, en particular el papel del yoduro de plomo (PbI2), tiene un impacto significativo en el rendimiento del dispositivo.
- Estudios anteriores indicaron que una pequeña cantidad de PbI2 puede ser beneficiosa para las células solares de perovskita.
Objetivo del estudio:
- Investigar exhaustivamente el impacto del remanente de PbI2 en el rendimiento de las células solares de perovskita utilizando diversas técnicas de caracterización.
- Comprender la correlación entre el contenido de PbI2, las propiedades del material y las métricas del dispositivo, como la eficiencia, el voltaje de circuito abierto (Voc) y la estabilidad.
- Explorar estrategias de síntesis para optimizar las células solares de perovskita basadas en la estequiometría PbI2.
Principales métodos:
- Difracción de rayos X (XRD)
- Microscopía electrónica de barrido (SEM)
- Microscopía electrónica de transmisión (TEM)
- Espectroscopía de fotoelectrones (PES)
- Espectroscopia de absorción transitoria (TAS)
- Espectroscopia UV-vis
- La electroluminiscencia (EL)
- Fotoluminiscencia (PL) y mapeo confocal del PL
Principales resultados:
- Los dispositivos con un pequeño exceso de PbI2 lograron una eficiencia superior al 18%.
- Las muestras con deficiencia de PbI2 mostraron una reducción de la fotocorriente debido a las especies orgánicas en los límites de los granos y una menor movilidad del portador de carga.
- Las películas con deficiencia de PbI2 mostraron ventajas, incluida una Voc récord de 1,20 V, alta calidad de cristal, mayor vida útil de la portadora y una mejor fotoestabilidad con una histeresis JV reducida.
Conclusiones:
- La estequiometría de PbI2 influye críticamente en el rendimiento de las células solares de perovskita, afectando la fotocorriente, Voc, la estabilidad y la histeresis.
- Las condiciones de deficiencia de PbI2 producen una alta calidad y estabilidad de los cristales, pero pueden conducir a barreras de transporte de carga en los límites de los granos.
- La optimización de la síntesis para combinar los beneficios de las condiciones ricas en PbI2 y deficientes en PbI2 es una estrategia prometedora para desarrollar células solares de perovskita altamente eficientes.
