Transporte de electrones multifuncional habilitado por ingeniería en SnO para células solares de perovskita basadas...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Las instalaciones fotovoltaicas

Sus antecedentes:

• La técnica de deposición secuencial en dos pasos para las células solares de perovskita de estaño (Sn) es eficaz en la configuración p-i-n invertida.
• Esta técnica falla en la configuración n-i-p basada en TiO2 debido a la oxidación Sn2+ en la capa de nucleación SnI2 durante la infiltración porosa.
• El SnO2 ambipolar, típicamente utilizado, solo facilita el transporte de agujeros en la perovskita Sn, lo que dificulta el funcionamiento eficiente del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una célula solar de perovskita n-i-p funcional utilizando un método de deposición secuencial en dos pasos.
• Para abordar el problema de la oxidación de Sn2+ y mejorar el transporte de carga en la interfaz SnO2/SnI2.
• Permitir el transporte selectivo de electrones en la capa de transporte de electrones (ETL) para mejorar el rendimiento del dispositivo.

Principales métodos:

• Fabricación de SnO2 dopado con Cl (Cl:SnO2) con funcionalización de la superficie mediante el uso de polibenzoxazina multifuncional (p-Benz).
• Integración de Cl:SnO2 y p-Benz en la configuración n-i-p para las células solares de perovskita Sn.
• Caracterización de las propiedades de la interfaz y rendimiento del dispositivo bajo iluminación.

Principales resultados:

• Cl: SnO2 con funcionalización p-Benz eludió con éxito la reacción redox interfacial, evitando la oxidación de Sn2+.
• p-Benz alteró las propiedades fotoemisoras e introdujo la resistencia al transporte de carga, minimizando la fuga del portador.
• El dispositivo n-i-p modificado demostró una inyección de agujero eficiente y la formación de un campo eléctrico interno, lo que condujo a un dispositivo planar en funcionamiento.

Conclusiones:

• La estrategia desarrollada permite el uso del método de dos pasos en la configuración n-i-p para las células solares de perovskita Sn.
• Facilitar el transporte selectivo de electrones en Cl:SnO2 es crucial para la funcionalidad del dispositivo.
• Este trabajo pone de relieve la versatilidad en la ingeniería de dispositivos para las células solares de perovskita Sn.