Análisis computacional de la interacción entre las trampas de nivel profundo y la eficiencia de las células solares...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita halogenada ofrecen una alta eficiencia de conversión de energía.
• El yoduro de plomo de metilamonio (MAPbI) es un material clave de la perovskita.
• Las trampas de nivel profundo en MAPbI limitan el rendimiento de las células solares al promover la recombinación del portador de carga.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia de los métodos de deposición en la distribución espacial de las trampas de nivel profundo en las células solares MAPbI.
• Para aclarar la relación entre la distribución de la trampa y la eficiencia de la célula solar.
• Comprender el origen de las diferencias de eficiencia entre los métodos de procesamiento de un paso y de dos pasos.

Principales métodos:

• Modelado de deriva y difusión de elementos finitos para simular trayectorias de portadores de carga fotoexcitados.
• Análisis de las células solares MAPbI procesadas en un paso y en dos pasos.
• Composición y análisis estructural de las películas de perovskita.

Principales resultados:

• El procesamiento en un solo paso da como resultado trampas de nivel profundo distribuidas en toda la película MAPbI a granel.
• El procesamiento en dos pasos conduce a la congregación de trampas de nivel profundo en la interfaz MAPbI₃/mesoporosa TiO₂.
• Las diferencias significativas en la eficiencia de las células solares (13,5% para una sola etapa frente a 17,7% para dos etapas) se correlacionan con la distribución de la trampa.

Conclusiones:

• La distribución espacial de las trampas de nivel profundo es críticamente dependiente del método de deposición de perovskita.
• Las trampas localizadas por interfaz en células procesadas en dos pasos son menos perjudiciales para la eficiencia que las trampas distribuidas a granel en células procesadas en un solo paso.
• Comprender y controlar la distribución de las trampas es esencial para optimizar el rendimiento de las células solares de perovskita.