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Rendimiento Teórico de Diseños de Celdas Solares de Perovskita Basadas en BaSnO Bajo Intensidades de Luz Variables, Temperaturas y Densidades de Donantes y Defectos

Autores: Alkathran, Nouf; Bhandari, Shubhranshu; Mallick, Tapas K.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Rendimiento Teórico de Diseños de Celdas Solares de Perovskita Basadas en BaSnO Bajo Intensidades de Luz Variables, Temperaturas y Densidades de Donantes y Defectos


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Estannato de bario
Movilidad electrónica
Celdas solares de perovskita
Eficiencia de conversión de energía
Alta irradiancia
Rendimiento fotovoltaico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El estannato de bario (BaSnO) ha surgido como una alternativa prometedora de material de transporte de electrones debido a su superior movilidad electrónica, resistencia a la degradación por UV y ajustabilidad del ancho de banda de energía, sin embargo, las celdas solares perovskitas basadas en BaSnO no han alcanzado los niveles de eficiencia de los diseños basados en TiO. Este estudio teórico presenta una evaluación impulsada por el diseño de arquitecturas de celdas solares perovskitas basadas en BaSnO, incorporando materiales de perovskita MAPbI o FAMAPbI, materiales de transporte de agujeros Spiro-OMeTAD o CuO, así como configuraciones sin agujeros, bajo diferentes intensidades de luz. Utilizando un enfoque sistemático de modelado de dispositivos, exploramos la influencia de variables clave de diseño, como el grosor de la capa, la densidad de donantes y la concentración de defectos en la interfaz de BaSnO y la temperatura de operación en la eficiencia de conversión de energía (PCE). Entre los diseños propuestos, la heteroestructura FTO/BaSnO/FAMAPbI/CuO/Au exhibe un arreglo excepcionalmente efectivo con una PCE del 38.2% bajo luz concentrada (10,000 W/m, o 10 Soles). La estructura también demuestra una fuerte robustez térmica hasta 400 K, con un bajo coeficiente de temperatura de -0.078% K. Estos resultados subrayan la importancia de la optimización de materiales y estructuras en el diseño de PSC y destacan el papel de las capas de transporte inorgánicas de alta movilidad y térmicamente estables: BaSnO como material de transporte de electrones (ETM) y CuO como material de transporte de agujeros (HTM) en permitir un rendimiento fotovoltaico eficiente y estable bajo alta irradiancia. El estudio contribuye con valiosos conocimientos al diseño racional de PSC de alto rendimiento para tecnologías solares emergentes.

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