Los haluros homogeneizados y la segregación de cationes alcalinos en perovskitas orgánicas-inorgánicas aleadas

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• El papel preciso de los cationes de metales alcalinos en las células solares de perovskita halogenada sigue sin estar claro.
• Comprender estas funciones es crucial para optimizar el rendimiento fotovoltaico de la perovskita.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de los cationes de metales alcalinos (cesio, rubidio, potasio) en la distribución de haluros y las propiedades fotovoltaicas.
• Para aclarar los mecanismos detrás de la influencia del metal alcalino en el rendimiento de las células solares de perovskita.

Principales métodos:

• Microscopía de fluorescencia de nano rayos X basada en el sincrotrón.
• Mediciones espectroscópicas y microscópicas complementarias.
• Fabricación y caracterización de los dispositivos de células solares de perovskita.

Principales resultados:

• La adición de yoduro de cesio, solo o con yoduro de rubidio, homogeneiza la distribución de haluros en varias composiciones.
• La homogeneización se correlaciona con una vida útil más larga del portador de carga y una dinámica espacialmente uniforme del portador.
• Los iones de rubidio y potasio tienden a formar grupos segregados por fases en concentraciones más altas.
• Se observó una mejora del rendimiento del dispositivo fotovoltaico con distribución de haluro homogeneizado.

Conclusiones:

• Los metales alcalinos son beneficiosos en bajas concentraciones al promover la homogeneización de haluros, mejorando la eficiencia de las células solares.
• En concentraciones más altas, los metales alcalinos pueden formar grupos activos para la recombinación, lo que afecta negativamente el rendimiento del dispositivo.
• El control preciso de la concentración de metales alcalinos es vital para maximizar el rendimiento de las células solares de perovskita.