Caracterización de perovskitas preparadas a partir de CH3NH3I para aplicaciones fotovoltaicas

JORGE CARAM; NICOLÁS BUDINI; ROBERTO ARCE

Córdoba

Congreso; 16º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales; 2016

Sociedad Argentina de Materiales

En los años recientes se abrió una nueva línea de celdas solares basadas en perovskitas organo-metálicas, que mostraron una escalada en la eficiencia de conversión de energía (ECE) sin precedentes, creciendo de un 3% a un 21% en los últimos 5 años [1]. Estas perovskitas híbridas, compuestas por metilaminas de haluros (Cl, Br, I) de plomo (por ej, MAPbI3), se mostraron altamente promisorias para mejorar la ECE debido a sus notables propiedades opto-electrónicas: alto coeficiente de absorción, tiempos de vida media muy largos y grandes longitudes de difusión de portadores de carga. En adición, los métodos de síntesis existentes a partir de soluciones requieren de temperaturas relativamente bajas, lo que los hace muy adecuados para la fabricación de dispositivos optoelectrónicos de bajo costo. Actualmente, las mejores eficiencias se reportan con las perovskitas que se sintetizan a partir de una solución de PbI2/CH3NH3I o de PbCl2/CH3NH3I, utilizando gama-butirolactona (GBL) o dimetilformamida (DMF) como solventes [2]. La solución es depositada por centrifugado (spin-coating) y luego recocida a 100ºC en ambiente de N2. En este trabajo se estudió la perovskita aislada, depositada en forma de película delgada sobre sustratos de vidrio. Se depositaron diversas muestras variando distintos parámetros, como las concentraciones en las soluciones precursoras, la temperatura de recocido y la humedad. Otro parámetro que se varió, muy relevante para la fabricación de las perovskitas sobre vidrio, fue la limpieza del sustrato. Las muestras fueron caracterizadas por microscopía óptica convencional, difracción de rayos-X y mediciones de transmitancia en el rango UV-Visible. Se midieron también la conductividad y la fotoconductividad en muestras relativamente gruesas, debido a ciertas dificultades experimentales para obtener películas continuas sobre los sustratos de vidrio. Se analizó la influencia de los parámetros de fabricación mencionados en la calidad de las películas obtenidas y se discuten los mecanismos de transporte.