Evaluación teórica del comportamiento de celdas solares de perovskita invertida totalmente inorgánicas

• Autores: Pinzón, Carlos; Martínez, Nahuel; Casas, Guillermo; Alvira, Fernando Carlos; Cappelletti, Marcelo Angel
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Ingeniería; Celdas solares de perovskita totalmente inorgánicas; Simulaciones numéricas; Eficiencia de conversión de energía; All inorganic perovskite solar cells; Computer simulation; Power conversion efficiency
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

En este trabajo se llevó a cabo, por medio de simulaciones numéricas, un estudio teórico de celdas solares de perovskita totalmente inorgánicas con estructura invertida ITO/HTL/CsPbI x Br 3−x /ETL/Ag, utilizando cuatro diferentes materiales como capa HTL (NiO, Cu2O, CuSCN y CuI) y tres diferentes materiales como capa ETL (ZnO, TiO2 y Sn2). Fueron investigados los efectos sobre la eficiencia de conversión de energía (PCE) de los dispositivos, frente a la variación de parámetros de la capa de perovskita, tales como espesor, densidad de átomos aceptores y densidad de defectos, con el fin de determinar las condiciones óptimas de diseño para lograr mayores eficiencias que las actuales. Los resultados obtenidos muestran que la celda solar de perovskita totalmente inorgánica de estructura invertida ITO/CuI/CsPbI x Br 3−x /ZnO/Ag tiene la mayor PCE, alcanzando un valor óptimo teórico de 27.1% para una longitud de difusión de portadores minoritarios de 100 µm, lo que requiere una disminución drástica de la densidad de defectos en la capa de perovskita.
In this work, a theoretical study of all inorganic perovskite solar cells with inverted structure ITO/HTL/CsPbIxBr3−x/ETL/Ag, has been performed by means of computer simulation, using four different materials as HTL (NiO, Cu2O, CuSCN and CuI) and three different materials as ETL (ZnO, TiO2 and SnO2). The effects on the power conversion efficiency (PCE) of the devices were investigated, compared to the variation of parameters of the perovskite layer, such as thickness, acceptor density and defect density, in order to determine the optimal design conditions to achieve greater efficiencies than the previously reported. The results obtained show that the all inorganic perovskite solar cell with inverted structure ITO/CuI/CsPbIxBr3−x/ZnO/Ag has the highest PCE, reaching a theoretical optimum value of 27.1% for a minority-carrier diffusion length of 100 μm, which implies a strong decrease of the defect density in the perovskite layer.
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