La segregación intrínseca de haluros a escala nanométrica determina la alta eficiencia de las células solares de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las perovskitas mixtas de catión y haluro, como (FAPbI3) 0,85 ((MAPbBr3) 0,15, son clave para las células solares de perovskita de alta eficiencia.
• Comprender la autoorganización de la perovskita y la distribución elemental es fundamental para optimizar el rendimiento del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Para mapear el portador de carga a nanoescala y la distribución elemental en películas mixtas de perovskita.
• Investigar el impacto de la ingeniería de composición en la homogeneidad y las propiedades ópticas de la película de perovskita.

Principales métodos:

• Se utilizó un nuevo microscopio de iones de helio junto con espectrometría de masas de iones secundarios (HIM-SIMS).
• Se empleó el microscopio de fuerza de sonda Kelvin (KPFM) para el análisis a nanoescala.
• Se analizaron películas mixtas de perovskita de células solares con un 20% de eficiencia.

Principales resultados:

• Se ha demostrado la segregación intrínseca de películas mixtas de perovskita en nanodomainos ricos en yoduro (hasta unos pocos cientos de nanómetros).
• Se reveló una alteración de la homogeneidad de la película debido a la segregación del nanodominio.
• Variaciones observadas en las propiedades ópticas a escala micrométrica, relacionadas con la inhomogeneidad de la composición.

Conclusiones:

• Proporcionó una visión sin precedentes de la composición y la autoorganización de la perovskita a nanoescala.
• Destacó el papel crítico de la distribución elemental a nanoescala en películas mixtas de perovskita.
• Hizo hincapié en la necesidad de controlar la autoorganización de la perovskita para mejorar la eficiencia de las células solares.