La funcionalización del fenetilamonio mejora la difusión del portador cerca de la superficie en perovskitas híbridas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física del estado sólido
• Las instalaciones fotovoltaicas

Sus antecedentes:

• Las propiedades de la superficie de los semiconductores son críticas para el rendimiento de los dispositivos optoelectrónicos.
• Las perovskitas híbridas ofrecen una alta eficiencia, pero sufren limitaciones relacionadas con la superficie.
• Las propiedades superficiales indeseables impiden el transporte del portador y aumentan la recombinación en las células solares de perovskita.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el efecto de la funcionalización de la superficie en el yoduro de plomo de metilamonio (MAPbI) perovskita.
• Mejorar la difusión del portador y reducir la densidad de defectos en las regiones cercanas a la superficie de la perovskita.
• Para aclarar los mecanismos detrás de las propiedades fotofísicas mejoradas para las aplicaciones de células solares.

Principales métodos:

• Funcionalización de la superficie de los cristales simples de perovskita MAPbI con yoduro de fenetilamonio (PEAI).
• Transmisión transitoria y microscopía de reflexión para el transporte de la imagen.
• Imágenes selectivas del transporte de portadores en regiones cercanas a la superficie (40 nm) y a granel.

Principales resultados:

• La funcionalización de la superficie con PEAI mejoró la difusión del portador en la región cercana a la superficie de ~ 0.6 cm2 s-1 a ~ 1.0 cm2 s-1.
• La densidad de los defectos se redujo en un orden de magnitud.
• Las superficies funcionalizadas exhibieron coeficientes de difusión del portador comparables a los valores a granel.

Conclusiones:

• Los ligandos de yoduro de fenetilamonio (PEAI) reducen efectivamente los defectos superficiales y la dispersión de fonones.
• La funcionalización de la superficie es una estrategia viable para mejorar la dinámica del portador en perovskitas.
• Este enfoque es prometedor para mejorar la eficiencia de las células solares de perovskita.