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
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
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.
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.