Desvelación de las interfaces NiO_x/perovskita: transporte de carga y rendimiento del dispositivo en las células...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• El óxido de níquel (NiO_x) es un semiconductor de tipo p crucial para las capas de transporte de agujero (HTL) en las células solares de perovskita (PSC).
• Comprender la influencia de los métodos de fabricación en las propiedades interfaciales de NiO es vital para optimizar el rendimiento de PSC.
• Los efectos de la carga espacial interfacial tienen un impacto significativo en la dinámica de la carga en los dispositivos de heterounión.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de los métodos de fabricación de precursores de nanopartículas (NP) y de deposición por pulverización (SP) en las propiedades interfaciales del NiO.
• Para aclarar el papel de los efectos de carga espacial interfacial en los sistemas de NiO_x/perovskita.
• Para correlacionar las características de interfaz inducidas por la fabricación con el transporte de carga y el rendimiento general del dispositivo.

Principales métodos:

• Análisis comparativo de las películas delgadas NP NiO_{x y SP NiOx.}
• Caracterización de las relaciones y conductividad de Ni3+/Ni2+.
• Investigación de la flexión de la banda interfacial y del agotamiento del agujero mediante técnicas electroquímicas.
• Evaluación del rendimiento de las células solares de perovskita que incorporan diferentes HTL de NiO.

Principales resultados:

• SP NiO_{x mostró una mayor relación y conductividad de Ni³⁺/Ni²⁺, pero indujo un agotamiento significativo del agujero y la flexión de la banda.}
• NP NiO exhibió un agotamiento de agujero más débil y una barrera de agujero insignificante, mejorando la extracción de agujeros.
• La presencia de ligandos de carbono en NP NiO_x mitigó la recombinación interfacial, lo que condujo a una mejor eficiencia del dispositivo.
• Los PSC basados en NP NiO_{x lograron una mayor tensión de circuito abierto y eficiencia general en comparación con los dispositivos basados en SP NiOx.}

Conclusiones:

• El método de fabricación determina críticamente las propiedades interfaciales de los HTL de NiO en las PSC.
• Minimizar el agotamiento del agujero interfacial y la recombinación es clave para mejorar el rendimiento de la PSC.
• NP NiO, debido a sus características interfaciales favorables, ofrece una ruta prometedora para el diseño eficiente de HTL en células solares de perovskita.