Publicado

2023-05-31

Low organic content hybrid perovskite (Cs1-xDMAx)Pb(Br1-xIx)3 with increased stability for solar cell fabrication

Perovskita híbrida de bajo contenido orgánico (Cs1-xDMAx)Pb(Br1-xIx)3 con estabilidad aumentada para la fabricación de celdas solares

DOI:

https://doi.org/10.15446/dyna.v90n226.106108

Palabras clave:

solar cells; renewable energy; hybrid perovskite; inorganic cations; tolerance factor; stability (en)
celdas solares; energía renovable; perovskita híbrida; cationes inorgánicos; factor de tolerancia; estabilidad (es)

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Autores/as

  • Juan José Patiño-López Centro de Investigación, Innovación y Desarrollo de Materiales – CIDEMAT, Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia https://orcid.org/0000-0002-5518-2265
  • Juan Felipe Montoya-Arango Centro de Investigación, Innovación y Desarrollo de Materiales – CIDEMAT, Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia https://orcid.org/0000-0002-6236-8922
  • Edwin Alexander Ramírez-Pérez Centro de Investigación, Innovación y Desarrollo de Materiales – CIDEMAT, Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia https://orcid.org/0000-0002-4770-5986
  • Franklin Jaramillo-Isaza Centro de Investigación, Innovación y Desarrollo de Materiales – CIDEMAT, Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia https://orcid.org/0000-0003-1722-5487
  • Daniel Estiben Ramírez-Zora Centro de Investigación, Innovación y Desarrollo de Materiales – CIDEMAT, Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombi https://orcid.org/0000-0003-2630-7628

Hybrid perovskites with reduced organic content have brought great interest for solar cells applications. Particularly, adding inorganic cations increase material stability, by providing an adequate tolerance factor. However, these cations lead to lower absorption coefficient than using only organic cations, therefore it is necessary to implement strategies for having films with appropriate thickness and good light absorption properties. In this work, several experiments were performed with ((Cs1-xDMAx)Pb(Br1-xIx)3 perovskite films of different thicknesses, resulting in devices with photovoltaic conversion efficiency (PCE) near 80% of the reference MAPbI3 cell, high purity phase, appropriate morphology, and higher stability. The perovskite successfully maintained integrity for 12 days in air with relative humidity between 30 and 40%, indicating the fulfillment of the study's objectives.

Las perovskitas híbridas con contenido orgánico reducido han despertado gran interés en aplicaciones de celdas solares. En particular, la adición de cationes inorgánicos aumenta la estabilidad del material al proporcionar un factor de tolerancia adecuado. Sin embargo, estos cationes llevan a un coeficiente de absorción menor que al usar solo solo cationes orgánicos, por lo tanto, es necesario implementar estrategias para obtener películas con un espesor adecuado y buenas propiedades de absorción de luz. En este trabajo se realizaron varios experimentos con películas de perovskita ((Cs1-xDMAx)Pb(Br1-xIx)3) de diferentes espesores, lo que resultó en dispositivos con una eficiencia de conversión fotovoltaica (PCE) cercana al 80% de la celda de referencia MAPbI3, fase de alta pureza, morfología adecuada y mayor estabilidad. La perovskita mantuvo su integridad con éxito durante 12 días en aire con una humedad relativa entre el 30 y el 40%, lo que indica el cumplimiento de los objetivos del estudio.

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Cómo citar

[1]
“Perovskita híbrida de bajo contenido orgánico (Cs1-xDMAx)Pb(Br1-xIx)3 con estabilidad aumentada para la fabricación de celdas solares”, DYNA, vol. 90, no. 226, pp. 83–89, May 2023, doi: 10.15446/dyna.v90n226.106108.

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