Hybrid organic inorganic perovskite solar cells : analysis of performance and stability in reverse bias

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Razera, Ricardo Augusto Zanotto
• Orientador(a): Boudinov, Henri Ivanov
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Células solares; Perovskita
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/226118

Perovskitas de chumbo-halogênio apresentam uma grande promessa para células solares tandem de Si/perovskita de alta eficiência, com eficiências recorde ultrapassando 25 % em monojunção. No entanto, para alcançar comerciabilidade, é necessário que a célula seja estável sob muitas condições de estresse que o campo introduz, como correntes até 25 mAcm2, tensões de -1.2 V até 1.2 V, temperaturas de até 85 C, iluminações de mais de 1000 Wm2 e humidades de até 100 %. Este trabalho primeiramente apresenta uma extensiva revisão destes problemas e das solução que apareceram até agora. Então, os métodos e receitas de camada que foram usados para fabricar células solares de perovskita são descritos. Resultados de subestruturas contendo camadas individuais de TiO2 e poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) são analisadas, mostrando como elas influenciam o dispositivo final introduzindo resistência em série e recombinação de interface. Nós, então, seguimos em frente para mostrar células solares completas com formamidínio/césio chumbo iodeto/brometo como a perovskita, usando técnicas como varreduras de corrente/ tensão, rastreamento de ponto de máxima potência, eficiência quântica externa, fotoluminescência, termografia de escuro por lock-in e microscopia eletrônica. Nós terminamos descrevendo as instabilidades destas células solares causadas por tensões reversas. Estes danos podem ser acionados por tensões reversas tão baixas quanto -0.3 V para células solares opacas. Nós demonstramos que pelo menos quatro processos podem ocorrer quando tensões reversas são aplicadas, como reações eletroquímicas entre camadas, transições de fase da perovskita e migração metálica dos eletrodos.