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Capa de absorción de luz diseñada en gradiente para una mayor eficiencia de separación de portadores en células solares de perovskita

Resumen

El comportamiento del transporte de portadores en la capa de absorción de luz de perovskita afecta significativamente el rendimiento de las células solares de perovskita (PSC). En este trabajo, se lograron pérdidas reducidas por recombinación de portadores mediante el diseño de una estructura de bandas en materiales de perovskita. Un ultradelgado (PbI 2 / PbBr 2 ) n se depositó una película con una relación de espesor de gradiente como la capa precursora de haluro de plomo mediante un método de evaporación térmica, y se fabricaron PSC con una estructura de banda de gradiente en la capa de absorción de perovskita mediante un método de dos pasos en atmósfera ambiente. A modo de comparación, las PSC con materiales de perovskita homogéneos de MAPbI 3 y MAPbI x Br 3 - x también fueron fabricados. Se encuentra que la estructura de banda de gradiente de tipo II reduce en gran medida la vida útil de la portadora y mejora la eficiencia de separación de la portadora. Como resultado, los PSC con una estructura de banda de gradiente exhiben una eficiencia de conversión de energía promedio del 17,5%, que es un 1-2% más alta que la de los PSC tradicionales. Este trabajo proporciona un método novedoso para desarrollar PSC de alta eficiencia.

Introducción

En los últimos 10 años, las células solares de perovskita (PSC) se han convertido en el foco de atención en el campo de la energía debido a su alta eficiencia y bajo costo [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Muchos esfuerzos se han centrado en la mejora del rendimiento de la celda o la eficiencia de conversión de energía (PCE) [7,8,9,10,11,12,13]. Como sabemos, el rendimiento de la celda depende esencialmente de la eficiencia de conversión de fotón a electrón incidente (IPCE) y la eficiencia de absorción de luz, mientras que la eficiencia de separación de portadores es la clave para mejorar el IPCE. Por lo tanto, se vuelve crucial controlar el transporte de portadores generados por fotones en materiales de perovskita. En los PSC de estructura plana tradicional, los portadores (o pares de agujeros de electrones) se separan en la interfaz entre la capa de transferencia de electrones (ETL) y el material de perovskita, y solo los portadores que se difunden a la interfaz de separación pueden tener un efecto sobre el rendimiento de la celda. Por tanto, se ha dedicado mucho trabajo a reducir la recombinación de portadores durante su difusión. Se han empleado diferentes métodos, como el recocido con disolvente [14,15,16,17], la ingeniería de aditivos [18,19,20], la pasivación de la superficie [21,22,23,24], etc. para mejorar la calidad del cristal de perovskita. En realidad, el control de alineación de bandas es un método alternativo para reducir las pérdidas por recombinación [25, 26, 27]. Por ejemplo, Jing Zhang et al. introdujo iones móviles extrínsecos Li + / I - en MAPbI 3 y la agregación de Li + / I - sintonizó el nivel de energía de la perovskita, lo que hizo que la extracción de carga de los materiales de perovskita fuera bastante eficiente tanto para ETL como para la capa de transporte de huecos (HTL) en las PSC [28]. Curiosamente, la estructura de la banda de los materiales de perovskita de haluro organometálico se puede ajustar fácilmente cambiando el componente o contenido del elemento halógeno en los materiales de perovskita [29, 30, 31, 32]. Por ejemplo, Zhang et al. fabricó un MAPbI 3 / MAPbI x Br 3 - x heteroestructura con una estructura de banda de tipo II y PSC sin HTL [33]. En esencia, es un enfoque ideal para reducir directamente las pérdidas por recombinación mediante el diseño de una estructura de banda de gradiente en la capa de absorción de luz de perovskita [34, 35], que respalda la separación del portador lo más rápido posible. Sin embargo, hasta donde sabemos, no se ha informado hasta ahora sobre la fabricación de materiales de perovskita con una estructura de banda de gradiente.

En este trabajo, ultradelgado PbI 2 y PbBr 2 las películas se depositaron alternativamente sobre el sustrato como capas precursoras de haluro de plomo mediante un método de evaporación térmica, y se fabricaron PSC con una capa de absorción de perovskita diseñada en gradiente ajustando gradualmente la relación de espesor de PbI 2 a PbBr 2 Película (s. A modo de comparación, las PSC con materiales de perovskita homogéneos de MAPbI 3 y MAPbI x Br 3 - x también fueron fabricados. Se realizó microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDS), difracción de rayos X (XRD), espectros de absorción, espectros de fotoluminiscencia (PL) y fotoluminiscencia resuelta en el tiempo (TRPL) para investigar las morfologías, distribución de elementos, estructuras cristalinas, composiciones químicas, propiedades ópticas y vida útil del portador de los materiales de perovskita. Se encuentra que la estructura de la banda de gradiente en la capa de absorción de luz de perovskita reduce significativamente la vida útil del portador y mejora la eficiencia de separación del portador. Como resultado, los PSC con una estructura de banda de gradiente exhiben una eficiencia de conversión de energía promedio del 17,5%, que es entre un 1% y un 2% más alta que la de los PSC tradicionales.

Sección experimental

Fabricación de dispositivos

Los sustratos de vidrio de óxido de estaño (FTO) dopado con flúor (15 Ω / sq) se grabaron con un láser y se limpiaron mediante ultrasonidos secuenciales en acetona, etanol y agua desionizada durante 15 min en cada uno. Un SnO 2 compacto (c-SnO 2 ) se depositó la capa sobre los sustratos FTO limpios mediante revestimiento por rotación con una solución de etanol de óxido de estaño 0,1 M (polímero Xi'an) a 3000 rpm durante 30 s, y luego se recoció a 200 ° C durante 120 min. Después de que los sustratos se enfriaron naturalmente a temperatura ambiente, se sumergieron en una solución de tetracloruro de estaño durante 20 min a 75 ° C, y luego se enjuagaron con agua desionizada y se secaron mediante flujo de nitrógeno. Tres tipos de capas de perovskita, es decir, MAPbI 3 , MAPbI x Br 3 - x y G-MAPbI x Br - x , se prepararon mediante un método de dos pasos. Para fabricar MAPbI 3 homogéneo o MAPbI x Br 3 - x películas de perovskita, PbI 2 (99,99%, Xi’an Polymer) con un espesor de 180 nm se evaporó primero sobre el sustrato preparado a una velocidad de 0,5 nm / s. Para convertir haluros de plomo a MAPbI 3 materiales, la película precursora con una solución de CH 3 NH 3 I (MAI) en isopropanol (40 mg / mL) se revistió por rotación sobre los sustratos, mientras que para convertir haluros de plomo en MAPbI x Br 3 - x , un MAI y MABr (CH 3 NH 3 Br) se usó una solución mixta de isopropanol (relación molar:4:1) como precursor y se revistió por rotación sobre el FTO / c-SnO 2 preparado tal como se había preparado. / PbI 2 sustratos. En cuanto a la fabricación de gradiente MAPbI x Br 3 - x películas de perovskita, PbI 2 y PbBr 2 se evaporaron alternativamente en FTO / c-SnO 2 sustrato como las capas precursoras de haluro de plomo, como se muestra en la Fig.1, controlando con precisión el tiempo de evaporación de PbI 2 y PbBr 2 y una capa heterogénea de haluro de plomo de 180 nm con una relación de espesor de gradiente, que consta de (11,6 nm PbI 2 /0,4 nm PbBr 2 ) / (11,2 nm PbI 2 /0,8 nm PbBr 2 ) /....../ (6 nm PbI 2 / 6 nm PbBr 2 ), fue obtenido. Y luego la película precursora con una solución de MAI en isopropanol (40 mg / mL) se revistió por centrifugación en el FTO / c-SnO 2 preparado tal como se preparó / (PbI 2 / PbBr 2 ) 15 sustratos. Todas las velocidades de recubrimiento por rotación anteriores se fijaron a 5500 rpm y todas las muestras se recocieron a 110 ° C durante 60 min. El material de transporte de huecos (HTM) se depositó mediante recubrimiento por rotación a 4000 rpm durante 30 s, que estaba compuesto por 72 mg de espiro-OMeTAD, 28,8 μL de 4tert-butilpiridina y 17,5 μL de 520 mg / mL de bis- ( trifluorometanosulfonil) imida en acetonitrilo en 1 ml de clorobenceno. Todos los procesos anteriores se operan en atmósfera de aire con una humedad relativa del 35%. Finalmente, se depositaron electrodos de oro de 80 nm de espesor en la parte superior de los dispositivos mediante un método de evaporación térmica. Se midió que el área activa de la celda era de 0,07 cm 2 .

Esquemas del proceso de fabricación del gradiente MAPbI x Br 3 - x películas de perovskita

Caracterización

Las morfologías de las muestras y las imágenes de mapeo EDS se examinaron mediante un SEM de emisión de campo de alta resolución (FE-SEM, Zeiss Sigma). Las estructuras cristalinas fueron analizadas por XRD (Ultima IV, Rigaku, Cu Kα: λ =0,15406 nm). Los espectros de absorción de las películas de perovskita se caracterizaron mediante un espectrofotómetro UV / Vis (PerkinElmer, Lambda 850). Las curvas de densidad-voltaje de corriente (J-V) se midieron con un medidor de fuente digital (B2901A, Keysight) bajo un simulador solar AM 1.5 (SS150, Zolix). El IPCE se midió en modo CA en un sistema de prueba (QE-R, Spectral Response Measurement System) (Enli Technology Co. Ltd.) con una lámpara de tungsteno-halógeno como fuente de luz. Los espectros PL y TRPL se midieron mediante un espectrómetro de fluorescencia de infrarrojo cercano transitorio de estado estacionario (FLS 980) a una longitud de onda láser de 377 nm como fuente de excitación.

Resultados y discusión

Las morfologías superficiales y transversales de las películas de perovskita se caracterizaron por SEM. La Figura 2 a – c muestra las imágenes de la superficie de las muestras de perovskita de MAPbI 3 , MAPbI x Br 3 - x y gradiente MAPbI x Br 3 - x (etiquetado como G-MAPbI x Br 3 - x ), respectivamente. Los insertos son sus imágenes transversales. Todas las muestras exhiben una superficie uniforme y compacta, lo que indica la buena calidad cristalina de los materiales de perovskita. En particular, las muestras demuestran los diferentes tamaños de grano. El MAPbI x Br 3 - x muestra tiene un tamaño de grano promedio del orden de micrómetros, mientras que para el MAPbI 3 y G-MAPbI x Br 3 - x muestras, los tamaños de grano son ~ 350 nm y ~ 450 nm, respectivamente. La diferencia de tamaño debe estar relacionada con el proceso de crecimiento del material. En cuanto a MAPbI x Br 3 - x muestra, se utilizó una solución de isopropanol mezclada de MAI y MABr como precursor, mientras que, para las otras dos muestras, solo se adoptó la solución de isopropanol de MAI. Los átomos de Br en la solución precursora tienden a desplazar lentamente los átomos I durante el proceso de crecimiento debido a su diferente radio atómico, lo que conduce a reducir la tasa de crecimiento y aumentar el tamaño de grano. Este comportamiento también se observa en otros informes [36, 37]. Además, como se muestra en los insertos de la Fig. 2, el grosor de las tres muestras se controla a ~ 350 nm, que es similar al valor optimizado en el informe anterior [38].

Morfología superficial y transversal de películas de perovskita: a MAPbI 3 , b MAPbI x Br 3 - x y c G-MAPbI x Br 3 - x . Las inserciones son sus imágenes transversales

Para dilucidar las estructuras cristalinas y las composiciones de diferentes muestras, se realizaron mediciones de XRD con los resultados de la Fig. 3a. Los picos de difracción alrededor de 14,1 °, 28,4 °, 31,8 ° y 40,9 ° están indexados a los planos (110), (220), (312) y (330) de MAPbI 3 material, respectivamente. No hay un pico característico correspondiente a PbI hexagonal 2 o PbBr 2 , revelando la conversión completa. Con respecto al MAPbI 3 muestra, como se muestra en la Fig. 3b, los picos de difracción del MAPbI x Br 3 - x y G-MAPbI x Br 3 - x las muestras cambian ligeramente al 2 θ más grande grados y casi aparecen en la misma posición, lo que indica el contenido de dopaje análogo de los átomos de Br [32]. La figura 3c muestra sus espectros de absorción. Para MAPbI 3 muestra, se observa un borde de absorción obvio a ~ 785 nm, correspondiente a una banda prohibida de 1,58 eV. Para las otras dos muestras, ambos bordes de absorción se mueven a ~ 755 nm, lo que corresponde a una banda prohibida de 1,64 eV. Empíricamente, la banda prohibida E g se puede estimar mediante la siguiente ecuación cuadrática:

$$ {E} _g \ left (MAPb {I} _x {Br} _ {3-x} \ right) =2.29-0.35x + 0.037 {x} ^ 2, $$

un Patrones XRD de películas de perovskita, b su ampliación parcial, y c espectros de absorción

por tanto, el contenido de Br puede estimarse en ~ 16% [32]. Vale la pena señalar que aunque MAPbI x Br 3 - x y G-MAPbI x Br 3 - x las muestras tienen casi los mismos bordes de absorción, las pendientes de sus curvas presentan una cierta diferencia. La ventaja de absorción para G-MAPbI x Br 3 - x La muestra es relativamente suave, lo que podría deberse a que es un material de perovskita no homogéneo que posee una banda prohibida no idéntica.

Los PSC se fabricaron utilizando las tres muestras anteriores y se etiquetaron como PSC-I, PSC-I / Br y PSC-G-I / Br, respectivamente. La Figura 4 a muestra las curvas características J-V. Los parámetros de rendimiento detallados se resumen en la tabla insertada. Se puede ver que el PSC-GI / Br exhibe el mejor desempeño con un PCE del 18.2%, correspondiente a un voltaje en circuito abierto (Voc) de 1.07 V, una densidad de corriente de cortocircuito (Jsc) de 22.5 mA / cm 2 y un factor de llenado (FF) del 75,6%. Es comprensible que el Voc de ambas células que contienen Br sea 0,06 V más alto que el de la célula sin el componente Br, ya que el dopaje con Br expande la banda prohibida del material de perovskita y mejora el Voc [1]. Además, en comparación con las otras dos celdas, la celda PSC-I / Br tiene un Jsc significativamente reducido (21,7 mA / cm 2 ). Esto podría deberse a la menor absorción de luz en el material de perovskita debido a su mayor banda prohibida. Para confirmar la efectividad del experimento, fabricamos 80 dispositivos para cada tipo de celda. La figura 4b muestra los histogramas de PCE. Obviamente, los dispositivos PSC-G-I / Br tienen el PCE promedio más alto de 17.5%, mientras que los dispositivos PSC-I y PSC-I / Br exhiben los PCE promedio más bajos, correspondientes a ~ 15.8% y ~ 16.7%, respectivamente. La figura 4c muestra los resultados de estabilidad. Después de tres semanas, el rendimiento celular se reduce casi en un 60%. Aquí, debe mencionarse que nuestro experimento se opera completamente en una atmósfera de aire (humedad relativa del 35%), y es de esperar que los PSC con mayor eficiencia y estabilidad se puedan lograr cuando se fabriquen en un ambiente de baja humedad.

un Curvas J-V de los PSC, el inserto son los resultados de sus parámetros. b Los histogramas PCE de dispositivos PSC. c Evolución de PCE de dispositivos no encapsulados bajo almacenamiento oscuro en una caja seca (25 ° C, HR 30%). d Curvas IPCE de los PSC

Para revelar el mecanismo del desempeño mejorado en los dispositivos PSC-G-I / Br, se realizaron las mediciones de IPCE, PL, EDS y TRPL para las diferentes muestras. La Figura 4 d muestra sus curvas IPCE con el rango de longitud de onda de 300 a 800 nm. Existen ligeras diferencias en la longitud de onda de corte y la intensidad del IPCE. En cuanto al dispositivo PSC-I, muestra la región efectiva más grande de 300 a 780 nm, contribuyendo al máximo Jsc. Por el contrario, los dispositivos que contienen Br (es decir, PSC-I / Br y PSC-G-I / Br) exhiben la longitud de onda de corte más corta debido a la banda prohibida más grande. En particular, en comparación con el dispositivo PSC-I / Br, el dispositivo PSC-G-I / Br tiene el IPCE más alto en el rango de 500 a 750 nm, lo que resulta en un Jsc más grande. Este fenómeno puede estar relacionado con la distribución de la absorción de luz en el material de perovskita. Se sabe que el coeficiente de extinción del material de perovskita disminuye con el aumento de la longitud de onda de la luz en el rango visible [39]. Por lo tanto, cuando la luz solar incide sobre la celda de perovskita, la luz de longitud de onda corta tiende a ser absorbida en la región cercana a la interfaz de separación debido a su pequeña profundidad de penetración, y los portadores fotogenerados tienen la mayor eficiencia de separación, mientras que los La luz de longitud de onda tiene la profundidad de penetración más profunda, y más portadores fotogenerados se ubican lejos de la interfaz de separación, lo que no favorece la separación de portadores. Por consiguiente, como se muestra en la Fig. 4d, para el dispositivo PSC-I / Br o PSC-I, el IPCE en la longitud de onda larga es ligeramente más bajo que en la longitud de onda corta. Sin embargo, para el dispositivo PSC-G-Br / I, la estructura de la banda de energía del gradiente contribuye más a la mejora de la eficiencia de separación de portadoras lejos de la interfaz que cerca de la interfaz. Por tanto, aparece una mejora significativa de IPCE en la longitud de onda larga (500–750 nm).

La Figura 5a muestra sus espectros PL medidos desde el frente (del material de perovskita) y el reverso (del vidrio). En el caso de MAPbI 3 y MAPbI x Br 3 - x materiales, las posiciones de los picos PL se ubican a 780 y 752 nm, respectivamente, correspondientes a la banda prohibida de 1,58 y 1,64 eV, que concuerdan bien con los resultados de la Fig. 3c. Mientras tanto, las posiciones de los picos de los espectros PL medidos desde los diferentes lados son las mismas, lo que demuestra los materiales homogéneos. Curiosamente, para MAPbI x Br 3 - x , los dos espectros PL exhiben las diferentes posiciones de los picos que se ubican a 734 nm y 771 nm, respectivamente, correspondientes a una diferencia de banda prohibida de 80 meV; Además, el ancho completo a la mitad del máximo (FWHM) de los espectros PL es más amplio que el de MAPbI 3 o MAPbI x Br 3 - x materiales. Estos fenómenos deberían estar relacionados con la distribución no homogénea de Br en materiales de perovskita. En cuanto al G-MAPbI x Br 3 - x muestra, es equivalente a material multicomponente, y el espectro PL está compuesto por múltiples espectros, lo que resulta en la ampliación de FWHM. Además, cuando la luz de excitación incide en diferentes lados, cada espectro contribuye de manera diferente al espectro PL total. En el caso del espectro PL medido desde el frente, más contribuciones provienen del material de perovskita de superficie con la banda prohibida más grande, lo que da como resultado que la posición del pico del espectro PL se ubique en la longitud de onda más corta. Y viceversa, la posición de pico del espectro PL medido desde atrás se ubica en la longitud de onda más larga. Para analizar más a fondo la distribución del elemento Br, se realizó el mapeo EDS de los elementos I y Br para el MAPbI x Br 3 - x y G-MAPbI x Br 3 - x muestras. Como se muestra en la Fig. 5c – g, los elementos I y Br se distribuyen casi uniformemente en toda la capa de perovskita para MAPbI x Br 3 - x muestra, mientras que una distribución de gradiente I y Br a lo largo de la dirección longitudinal se puede observar claramente para el G-MAPbI x Br 3 - x como se muestra en la Fig. 5h-1, y además, cuanto más cerca del sustrato FTO, menor es el contenido de Br. Estos resultados son consistentes con la expectativa original. Además, se puede ver en la Fig. 5a que la intensidad PL para el G-MAPbI x Br 3 - x material es notablemente más bajo que el de las otras dos muestras. Como sabemos, la intensidad de la emisión se ve afectada significativamente por la vida útil del portador del material de perovskita. La Figura 5b traza los espectros TRPL medidos a 770 nm para diferentes muestras. Ajustamos la vida útil del portador a través de una función de decaimiento exponencial de dos componentes [40]:

$$ F (t) =A + {B} _1 \ exp \ left (\ frac {-t} {\ tau_1} \ right) + {B} _2 \ exp \ left (\ frac {-t} {\ tau_2} \ right), $$

un Espectros PL en estado estacionario. b Espectros TRPL. c Imagen de sección transversal de un MAPbI x Br 3 - x película. d , e Imágenes de mapeo EDS de elementos I y Br en el área marcada en ( c ), respectivamente. f , g Intensidad relativa del elemento I y Br basada en ( d ) y ( e ) imágenes a lo largo de la dirección longitudinal. h Imagen transversal de un G-MAPbI x Br 3 - x película. yo , j Imágenes de mapeo EDS de elementos I y Br en el área marcada en ( h ), respectivamente. k , l Intensidad relativa del elemento I y Br basada en ( i ) y ( j ) imágenes a lo largo de la dirección longitudinal

donde A es la constante de compensación de la línea de base, B 1 y B 2 son las amplitudes de atenuación correspondientes de este componente, y τ 1 y τ 2 son el tiempo de decadencia. La vida media de la recombinación ( τ ave ) se puede calcular mediante la siguiente ecuación:

$$ {\ tau} _ {ave} =\ frac {\ sum {B} _i {\ tau} _i ^ 2} {\ sum {B} _i {\ tau} _i}. $$

Los valores de ajuste de τ ave para MAPbI 3 y MAPbI x Br 3 - x y G-MAPbI x Br 3 - x , son 18,4 ns, 18,1 ns y 13,1 ns, respectivamente. Se puede ver que el G-MAPbI x Br 3 - x muestra tiene la vida útil más corta del portador. Como sabemos, la calidad del material también puede afectar la vida útil del soporte, y una mala calidad resultará en una vida útil corta del soporte [41,42,43]. De acuerdo con nuestros resultados de XRD que se muestran en la Fig. 3a, los picos característicos a 14.1 ° son nítidos y sus FWHM son casi iguales para las tres muestras, lo que demuestra que hay poca diferencia en sus cualidades cristalinas [15, 43]. Además, no aparece ninguna ampliación para la FWHM del espectro PL en MAPbI x Br 3 - x en comparación con MAPbI 3 , como se muestra en la Fig. 5a, lo que demuestra que nuestra tecnología de fabricación es adecuada para la preparación de materiales de perovskita con elementos halógenos mixtos. Además, en nuestro experimento, el PSC-G-MAPbI x Br 3 - x exhibe el PCE más alto en comparación con otros dos tipos de células, lo que va en contra de la mala calidad del G-MAPbI x Br 3 - x material. Por lo tanto, es razonable creer que el tiempo de caída más corto en el espectro TRPL se atribuye principalmente a la estructura de la banda de gradiente y la mayor eficiencia de separación de portadoras en el G-MAPbI x Br 3 - x material. En este sentido, la estructura de banda de gradiente diseñada en nuestro experimento es beneficiosa para la separación de portadoras y el rendimiento del dispositivo en comparación con la estructura de banda homogénea tradicional.

Con el fin de seguir elaborando cómo la estructura de la banda de gradiente afecta el rendimiento de las PSC, en la figura 6 se dibujaron diagramas esquemáticos del principio de funcionamiento de las PSC con o sin una estructura de banda de gradiente en el material de perovskita. Fig. 6a, los pares de electrones y huecos se generan primero en materiales de perovskita bajo irradiación de luz, y luego se separan en la interfaz entre SnO 2 y material de perovskita, lo que conduce a la salida de corriente. Desde este punto de vista, solo los pares de electrones y huecos que se difunden hacia la interfaz de separación pueden contribuir a la corriente de salida. Por lo tanto, la mejora de la calidad del cristal se ha empleado ampliamente para mejorar el rendimiento de la celda debido al mayor número de pares de agujeros de electrones que alcanzan la interfaz de separación. Según informes anteriores [44], la banda conductora para material de perovskita ligeramente dopado con Br (MAPbI x Br 3 - x ) aumentará gradualmente con el contenido de Br, mientras que la banda de la cenefa se mantendrá casi fija. A la luz de esto, la estructura de bandas para el PSC con un contenido de Br gradiente se dibuja en la Fig. 6b. En comparación con la estructura de banda tradicional que se muestra en la Fig. 6a, la estructura en gradiente admite la separación del portador dentro de los materiales de perovskita, lo que reduce significativamente la recombinación radiativa o no radiante del portador durante el proceso de difusión, mejorando así la eficiencia de separación del portador y el rendimiento celular.

Diagramas esquemáticos del principio de funcionamiento para diferentes PSC. un PSC sin una estructura de banda de gradiente de tipo II. b PSC con una estructura de banda degradada

Conclusiones

En este trabajo, se diseñaron y fabricaron capas de absorción de perovskita con una estructura de banda en gradiente o sin gradiente mediante un método de dos pasos, y tres tipos de PSC, es decir, PSC-I, PSC-I / Br y PSC-GI / Br, se lograron. Los resultados revelan que la estructura de la banda de gradiente en las capas de absorción de perovskita es beneficiosa para la reducción de las pérdidas por recombinación de portadores. Se logró una mayor eficiencia de separación de portadoras e IPCE en el PSC con una estructura de banda de gradiente. Como resultado, el tipo de PSC exhibe un PCE promedio de 17,5%, que es 1-2% más alto que el de los PSC tradicionales. Este trabajo allana el camino para diseñar PSC de alta eficiencia.

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