Síntesis y caracterización de películas delgadas de Metal-Organic Framework (MOFs), crecidas por epitaxia liquida y spin coating con aplicación en dispositivos fotovoltaicos a base de perovskita

FEDERICO VIVA; VICTORIA ALEJANDRA GÓMEZ ANDRADE; M. DOLORES PEREZ; WALTER O. HERRERA; FEDERICO RONCAROLI

Buenos Aires

Encuentro; XIX Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados, NANO 2019; 2019

CNEA

En los últimos años las celdas solares de perovskita (PSC) han generado un gran interés en la comunidad científica debido a sus elevadas eficiencias de fotoconversión eléctrica y a sus bajos costos de procesamiento y materias primas [1-4]. Uno de los retos del desarrollo de estos dispositivos está relacionado con el diseño de las capas transportadora de carga (CTL), las cuales son determinantes en el desempeño de la celda.Por otra parte, los (MOFs) son polímeros de coordinación porosos y cristalinos en los cuales la conexión entre los centros metálicos se da mediante ligandos orgánicos de diversa naturaleza, los cuales se han utilizado ampliamente para catálisis, almacenamiento y separación de gases, drugdelivery, etc. Los MOFs son candidatos atractivos para ser usados en las CTL debido a que son materiales altamente ordenados. Además pueden ser empleados tanto como capa transportadora de huecos (HTL) o como capa transportadora de electrones (ETL) debido a la posibilidad de ajustar los niveles energéticos y el band gap mediante simple modificación de los metales o ligandos[5].En este trabajo se reporta el uso del NH2-Mil-101 (Fe) como ETL en celdas solares de perovskita (CH3NH3PbI3, MAPI). La fabricación de los dispositivos se llevó a cabo depositando los materiales por spin coating y epitaxia líquida, lo que permite una fabricación rápida y homogénea de cada una de las capas que conforman al mismo. Los diferentes materiales que forman parte de la celda se caracterizaron por las técnicas de difracción de rayos-X, espectroscopía UV-VIS y AFM con lo cual se pudieron evaluar las características morfológicas y ópticas de las capas. Asimismo, se evaluó la eficiencia del dispositivo por medio de curvas I-V bajo iluminación estándar AM1.5. Las celdas de estructura FTO/MOF/MAPI/Spiro-ometad/Au, fueron fabricadas bajo condiciones ambientales, controlando la humedad dentro de la cámara de spin coating, dando de esta lugar a eficiencias de la celda solar de 3.6% en los films particulados y 2% en los films obtenidos por epitaxia liquida del MOF en los dispositivos fotovoltaicos.