Análisis de las propiedades físicas de celdas solares de perovskita de cation/halogenuro multiple

Perovskite solar cells have shown great technological advances in their first decade of research. It is the photovoltaic material for solar cells with the fastest advance in history. Due to its tunable energy band gap in the visible light spectrum, its high absorption coefficient and its high efficiency, perovskite has shown to have the potential to overcome silicon. This material has a wide range of applications such as in lasers, LEDs, tandem solar cells, and photodetectors. Despite their strengths, perovskite solar cells have shown poor stability and durability, they degrade under ultraviolet light, oxygen, humidity and temperature. The most studied perovskite has been MAPbI3. For this work, a study on the effect of exposure to temperature on MAPbI3 solar cells was performed. Perovskite solar cells were exposed to 25, 40, 60 and 70 ◦C. It was observed that the exposure to temperature, decay the photovoltaic parameters of the cell, as well as their optical properties as the temperature increased. The greatest loss of efficiency was at 60 ◦C where the devices lost 36.9% of their initial efficiency. Additional work was done on the planar and mesoporous architectures of the cells. Cells with planar architecture reached 14.1% efficiency and the mesoporous ones reached 18.5 % efficiency. Recently it has been decided to manufacture perovskite solar cells with multiple cation. These perovskites have shown greater stability and efficiency making them better than their predeces- sors. In this thesis, a comparison of perovskites with multiple cation of the FAMACsPbI3−X BrX type was performed varying the concentration of FA and MA. The best combination was found to be 83% FA, 17% MA and a doping of 5% Cs. Absorption, Tauc-plot, photoluminescence and SEM images of the cells are shown.Las celdas solares de perovskita han mostrado un gran avance tecnológico en su primera década de investigación. Es el material fotovoltaico para celdas solares con mayor avance en la historia. Gracias a su brecha energética sintonizable a lo largo del espectro de luz visible, su alto coeficiente de absorción y sus altas eficiencias, la perovskita ha mostrado tener potencial para superar al silicio. Tiene una amplia gama de aplicaciones como láseres, LEDs, celdas solares tándem y fotodetectores. A pesar de sus fortalezas, las celdas solares de perovskita han mostrado poca estabilidad y durabilidad, se degradan ante la luz ultravioleta, el oxígeno, la humedad y la temperatura. La perovskita más estudiada ha sido la de MAPbI3. en este trabajo se realizó un estudio sobre el efecto de la temperatura en celdas solares de MAPbI3. Se expusieron celdas solares de perovskita a 25, 40, 60 y 70 ◦C. Se observó como al aumentar la temperatura los parámetros fotovoltaicos de la celda decaen, así como sus propiedades ópticas. La mayor perdida de eficiencia fue a 60 ◦C donde los dispositivos perdieron 36.9% de su eficiencia inicial. También se trabajó en las arquitecturas plana y mesoporosa de las celdas. Las celdas con arquitectura plana alcanzaron 14.1% de eficiencia y las mesoporosas llegaron a 18.5% de eficiencia. Recientemente se optó por fabricar celdas solares de perovskita con múltiple catión. Estas perovskitas han mostrado mayor estabilidad y eficiencia haciéndolas mejores que sus antecesoras. En este trabajo de tesis se realizó una comparación de perovskitas con múltiple catión del tipo FAMACsPbI3−XBrX, variando la concentración de FA y MA. Se halló que la mejor combinación fue la de 83% FA, 17% MA y un dopaje del 5% de Cs. Se muestran gráficas de absorción, Tauc, fotoluminiscencia e imágenes SEM de las celdas