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Optimización de células solares de perovskita CsPbI y CsPbIBr totalmente inorgánicas invertidas mediante simulación SCAPS-1D

Autores: Pinzón, Carlos; Martínez, Nahuel; Casas, Guillermo; Alvira, Fernando C.; Denon, Nicole; Brusasco, Gastón; Medina Chanduví, Hugo; Gil Rebaza, Arles V.; Cappelletti, Marcelo A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Optimización de células solares de perovskita CsPbI y CsPbIBr totalmente inorgánicas invertidas mediante simulación SCAPS-1D


Categoría

Energía

Subcategoría

Energía solar

Palabras clave

Celdas solares de perovskita
PCE
Estabilidad
CsPbI
CsPbIBr
Arquitectura invertida p-i-n

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las celdas solares de perovskita (PSCs) han aumentado sustancialmente su eficiencia de conversión de energía (PCE) a más del 25% en los últimos años. Sin embargo, la inestabilidad de estos dispositivos sigue siendo un fuerte obstáculo para sus aplicaciones comerciales. Recientemente, las PSCs totalmente inorgánicas basadas en CsPbI y CsPbIBr como capa de perovskita han mostrado una estabilidad a largo plazo mejorada, lo que las convierte en candidatas potenciales para la comercialización. Actualmente, las PSCs totalmente inorgánicas con configuración invertida p-i-n aún no han alcanzado la alta eficiencia lograda en la estructura normal n-i-p. Sin embargo, la arquitectura invertida p-i-n ha llamado recientemente la atención de los investigadores porque es más adecuada para preparar celdas solares en tándem. En este trabajo, se llevó a cabo un estudio teórico de las PSCs totalmente inorgánicas invertidas p-i-n basadas en CsPbI y CsPbIBr como capa de perovskita utilizando el software SCAPS-1D (ver. 3.3.09). Se examinó y comparó el rendimiento de diferentes arquitecturas de PSC mediante simulaciones numéricas utilizando varios materiales inorgánicos como capa de transporte de agujeros (HTL) y capa de transporte de electrones (ETL). Los resultados revelan que CuI y ZnO son los más adecuados como HTL y ETL, respectivamente. Además, el rendimiento de los dispositivos se mejoró significativamente al optimizar la movilidad de los agujeros en CuI, así como el grosor, la densidad de dopaje y la densidad de defectos en la capa absorbente. Se obtuvieron eficiencias máximas del 26.5% y 20.6% bajo condiciones optimizadas para las PSCs basadas en CsPbI y CsPbIBr, respectivamente. Estos resultados indican que aún son posibles mejoras adicionales en el rendimiento de tales dispositivos.

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