Visualización de la detección iónica en las células solares de perovskita: un viaje lleno de baches a lo largo de la...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita (PSC) exhiben una dependencia de la curva de densidad de corriente-voltaje (J-V) en la velocidad y la dirección de escaneo.
• Las cargas iónicas móviles en los PSC protegen el campo eléctrico, lo que afecta la eficiencia de la extracción de carga.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las curvas J-V dependientes de la velocidad de escaneo en las PSC basadas en carbono mesoscópicas triples (CPSC).
• Para explicar el claro exceso de corriente observado en los escaneos retrospectivos de las CPSC.
• Aclarar el papel de la distribución iónica en la optimización del grosor de la CPSC y la recolección de cargas.

Principales métodos:

• Datos experimentales combinados con simulaciones de deriva y difusión.
• Representaciones visuales generadas de cambios en el campo eléctrico durante las exploraciones de tensión.
• Mapas espaciales correlacionados con mediciones de eficiencia cuántica externa (EQE) dependientes de la temperatura y el voltaje.

Principales resultados:

• Proporcionó nuevos conocimientos sobre las curvas J-V dependientes de la velocidad de escaneo e histeresis en CPSC.
• Explicó el exceso de corriente ("golpe") en exploraciones hacia atrás a través de la inversión de polaridad de las capas de carga espacial iónica.
• Demostró que la distribución iónica rige la optimización del grosor y la recopilación de carga en la capa ZrO2.

Conclusiones:

• El cribado iónico tiene un impacto significativo en el rendimiento del CPSC y requiere consideración en el diseño del dispositivo.
• Desarrolló un enfoque versátil de caracterización utilizando simulaciones y EQE para visualizar el cribado iónico en PSC.
• Los hallazgos ofrecen información importante para optimizar los dispositivos CPSC y son aplicables a otras arquitecturas PSC.