Impacto del uso de diversos materiales como capa de transporte de huecos en una celda solar de perovskita

Abstract

En varios trabajos se ha investigado la incidencia de las características de la capa de Perovskita en la eficiencia en la celda. Hay estudios que comparan el desempeño de diversos materiales para la capa llamada “ETL-Electron Transport Layer”. En este trabajo analizamos como son afectados los parámetros que caracterizan a una celda solar de Perovskita, empleando distintas alternativas para la capa llamada “HTL-Hole Transport Layer”. Empleamos el simulador SCAPS-1D (Solar Cells Capacitance Simulator). Hemos hallado una fuerte dependencia del rendimiento de la celda con la diferencia entre el máximo de la banda de Valencia de la Perovskita y el de la capa HTL, y con los dopajes de ambas capas. Rendimientos del 28% se obtienen para lo que hemos denominado condición de bandas planas en la interface HTL- Perovskita. La movilidad de los portadores en la HTL solo disminuye el rendimiento cuando es muy baja. El alto rendimiento calculado demuestra la potencialidad de esta tecnología.

The characteristics of the perovskyte layer and its influence on the efficiency of perovskyte solar cells have been investigated recently in several research works. There are also many published studies in which the performance of different materials for the electron transport layer (ETL) in these devices is compared. In this paper, the main parameters of perovskyte solar cells are analyzed by considering different materials for the hole transport layer (HTL). The study is carried out theoretically by applying the device simulation code SCAPS-1D. We have found a strong dependence of the cell efficiency on the energy difference between the top of the valence band in the perovskyte and the HTL, and on the doping level in both layers. Efficiencies in the order of 28% have been obtained for a flatband condition at the interface perovskyte-HTL. The carrier mobilities at the HTL have been shown to degrade the efficiency only for very low mobility values. The high efficiency calculated demonstrates the promising potentiality of this technology.