ESTUDIO DE LA VELOCIDAD DE RECOMBINACIÓN MEDIANTE ESPECTROSCOPÍA DE IMPEDANCIA EN CELDAS SOLARES BASADAS EN PEROVSKITAS CON DIFERENTES ARQUITECTURAS DE CELDA Y CONTENIENDO DIFERENTES HALUROS

BELÉN SUÁREZ; VICTORIA GONZALEZ-PEDRO; TERESA S. RIPOLLÉS; RAFAEL S. SÁNCHEZ

Córdoba

Encuentro; Tercer Encuentro NANOCÓRDOBA 2014; 2014

Las Celdas Solares basadas en Perovskitas constituyen un nuevo tipo de tecnología muy promisoria debido a las altas eficiencias que se han alcanzado (16-18%) y su sencillo y bajo costo de producción. En este tipo de dispositivos, un haluro organometálico, que cristaliza en el sistema cristalino de la perovskita, ABX3 (donde A : catión orgánico, B : Pb, Cd, Cs, y X : Cl, Br y/o I ) es depositado sobre un óxido nanoestructurado, tal como TiO2, Al2O3, ZrO2, junto con un material transportador de huecos (HTM), y se encuentran dispuestos entre un ánodo que consta de un electrodo FTO recubierto con una capa compacta de TiO2, y un cátodo, que consta de un elemento metálico, ya sea Au o Ag.Aunque se trata de una tecnología relativamente nueva, en la cual se han realizado numerosos estudios y se han logrado importantes avances en poco tiempo, el conocimiento en cuanto a los mecanismos físicos que rigen el funcionamiento de la celda durante la fotoconversión es aún escaso. Y si bien es posible encontrar en la literatura ciertos trabajos en los que se determinaron constantes físicas de dichos dispositivos, tales como el tiempo de vida o la longitud de difusión de la carga, no se han encontrado estudios acerca de los procesos de recombinación de carga en este tipo de celdas con diferentes arquitecturas de celda y composición de haluros. Por ello, en este trabajo nos focalizamos en el estudio de la recombinación de cargas, debido a que estos procesos ejercen una influencia directa sobre los parámetros fotovoltaicos, en especial sobre el voltaje a circuito abierto, Voc. Los dispositvos bajo estudio contienen perovskitas constituidas por Metilamonio como catión orgánico, Pb como catión inorgánico, y Cl, Br, I o una mezcla de éstos como halógenos, como así también se han empleado NS-TiO2 y NS-Al2O3 como óxidos nanoestructurados. Para llevar a cabo dicho estudio empleamos la Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS). La EIS es una técnica dependiente de la frecuencia que permite separar los procesos electroquímicos que ocurren a diferentes velocidades y permite la caracterización de dispositivos fotovoltaicos. Mediante esta herramienta y el empleo de un circuito equivalente que represente al dispositivo y que permita el ajuste de los datos obtenidos, determinamos la Resistencia de Recombinación, Rrec, para cada caso, la cual es inversamente proporcional a la Velocidad de Recombinación.