Estudio ´optico de pel´ıculas de perovskitas organo-met´alicas para aplicaciones fotovoltaicas

CARAM, J.; SENNO, M.; FORZANI, L.; ARCE, R. D.; URTEAGA, R.

Santa Fe

Congreso; RAFA 104; 2019

En los ´ultimos a?nos se han comenzado a estudiar materiales h´ıbridos tipo perovskitas organo-met´alicos para ser incorporados en forma de pel´ıculas delgadas en celdas solares. Los dispositivos basados en estos materiales han mostrado una escalada en la eficiencia de conversi´on de energ´ıa (ECE) sin precedentes, superando ya el 23 %[1].Estas perovskitas h´ıbridas, 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 optoelectr´onicas: alto coeficiente de absorci´on, tiempos de vida media muy largos y grandes longitudes de difusi´on de portadores. En adici´on, los m´etodos de s´ıntesis existentes a partir de precursores en soluci´on son relativamentesimples y requieren temperaturas bajas, lo que los hace muy adecuados para la fabricaci´on de dispositivos optoelectr´onicos de bajo costo. Actualmente, las mejores ECE se reportan para perovskitas sintetizadas a partir de una soluci´on de PbI2/CH3NH3I y de PbBr2/CH3NH3Br, utilizando o dimetilformamida como solvente y dimetilsuf´oxido como co-solvente. Estas soluciones se depositan en forma de pel´ıculas delgadas por centrifugado (spin-coating) y luego son recocidas a 100 C en ambiente de N2. Este m´etodo de s´ıntesis es el m´as popularizado por su sencillez y versatilidad para abarcar un amplio abanico de tipos de perovskitas mixtas. El m´etodo de caracterizaci´on ´optica m´as usado es el de elipsometr´ıa c´ıclica[2]. Sin embargo, es posible alcanzar resultados satisfactorios en la caracterizaci´on a trav´es de medidas simples de espectroscopia´optica en el rango visible e infrarrojo cercano. En este trabajo demostramos como este m´etodo permite extraer un caudal de informaci´on muy valioso tanto de las propiedades intr´ınsecas de los materiales, como de la morfolog´ıa obtenida de las pel´ıculas, factor clave en el rendimiento y estabilidad de los dispositivos fotovoltaicos. La t´ecnica se emplea adem´as para modelar sistemas de pel´ıculas depositadas sobre sustratos planos, pero tambi´en sobre soportes porosos. Se reportan los modelos empleados, los resultados y conclusiones alcanzados hasta el momento.