Estudio del cubrimiento y estabilidad de perovskitas preparadas a partir de CH3NH3I para aplicaciones fotovoltaicas

JORGE CARAM; NICOLÁS BUDINI; ROBERTO ARCE

Tucumán

Congreso; 101ª Reunión Nacional de Física; 2016

Asociación de Física Argentina

En los últimos años se han comenzado a estudiar materiales híbridos tipo perovskitas organo-metálicos para ser incorporados en forma de películas delgadas en celdas solares. Los dispositivos basados en estos materiales han mostrado una escalada en la eficiencia de conversión de energía (ECE) sin precedentes, creciendo de 3% a 21% en solo 5 años [1].Estas perovskitas híbridas, compuestas por metilaminas de haluros (Cl, Br, I) de plomo (por ej.MAPbI3),mostraron ser muy promisorias para mejorar la ECE debido a sus notables propiedades optoelectrónicas: alto coeficiente de absorción, tiempos de vida media muy largos y grandes longitudes de difusión de portadores. En adición, los métodos de síntesis existentes a partir de precursores en soluciónson relativamente simples y requieren temperaturas bajas, lo que los hace muy adecuados para la fabricación de dispositivos optoelectrónicos de bajo costo. Actualmente, las mejores ECE se reportan para perovskitas sintetizadas a partir de una solución de PbI2/CH3NH3I o de PbCl2/CH3NH3I, utilizando gama-butirolactona o dimetilformamida como solventes [2]. Estas soluciones se depositan en forma de películas delgadas por centrifugado (spin-coating) y luego son recocidas a 100ºC en ambiente de N2.En este trabajo abordamos el estudio de la deposición de perovskitas en forma de películas delgadas y como capas aisladas sobre sustratos de vidrio, basándonos en dos aspectos relevantes en la síntesis de las perovskitas para usos fotovoltaicos, a saber: el nivel de cubrimiento del sustrato y la estabilidad de las películas depositadas al ser expuestas al ambiente. Ambos aspectos se estudian en relación a la concentración de las soluciones precursoras, a la temperatura de recocido,a los tratamientos con solventes adicionales y a los pre-tratamientos de los sustratos de vidrio. Se reportan los resultados y conclusiones de estudiar las películas por medio de microscopía óptica convencional, difracción de rayosX, mediciones de transmitancia en el rango UV-visible y en el IR.1. J. Seo, J. H. Noh, and S. Il Seok, Rational Strategies for Efficient Perovskite Solar Cells, Account of Chemical Research, Vol. 49-3 (2016)p. 562?572.2. C. Zuo, H. J. Bolink, H. Han, J. Huang, D. Cahen, and L. Ding, Advances in Perovskite Solar Cells, Advanced Science, DOI: 10.1002/advs.201500324, 2016.