Detección de inhomogeneidades en celdas solares basadas en perovskitas: Estudio por simulaciones numéricas

F. VENTOSINOS; J. A. SCHMIDT

Santa Fe

Congreso; 104a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2019

Asociación Física Argentina

Las primeras celdas solares basadas perovskitas haluro/metálicas con eficiencias superiores al 10% se registraron en 2012, y a partir de ese momento las eficiencias y el número de publicaciones relacionadas con el tema han ido en constante aumento. Actualmente se han reportado dispositivos con eficiencias iniciales de más de 20%, lo cual es muy llamativo por el poco tiempo que se ha estudiado este material. En este trabajo se realizan simulaciones numéricas de celdas basadas en perovskitas haluro/metálicas utilizando el código D-AMPS. La idea central de este estudio es explorar diferentes configuraciones de dichos dispositivos. Para una muestra de referencia se introduce una configuración clásica en la cual el bulk de la celda tiene una densidad de defectos típica para estos materiales, pero uniforme (los defectos no varían en función de la posición) en los 400 nm que ocupa la capa buffer. Luego se realizan diferentes corridas en las cuales se introduce una variación en la concentración de dichos defectos en función de la profundidad dentro de la celda. Se analizan 3 configuraciones posibles: 1) Mayor densidad de defectos en el centro del bulk, decayendo hacia la zona de contactos; 2) Mayor densidad de defectos desde la interface con los contactos hacia el centro del bulk; 3) Mayor densidad de defectos desde solo uno de los contactos, hacia el centro de la celda.Para investigar los resultados se analizan principalmente las curvas de eficiencia cuántica externa en función del voltaje aplicado. Se aprecia una señal característica en caso de haber una distribución de defectos no uniforme en el bulk, lo cual no ocurre en presencia de una distribución de defectos uniforme. Este resultado es importante pues con un arreglo experimental muy sencillo (equipo para medir respuesta espectral más una fuente de voltaje) se puede obtener información relevante sobre cómo perfeccionar los pasos de deposición para obtener materiales más homogéneos, y así lograr mayores eficiencias.