Celdas solares de perovskitas para usos en dispositivos móviles y aplicación en interiores

Abstract

Este trabajo tuvo como objetivo desarrollar y evaluar celdas solares de perovskita para aplicaciones fotovoltaicas en interiores, con potencial uso en dispositivos portátiles y sistemas IoT. Se estudiaron dos composiciones activas, MAPI y triple catión, caracterizando espectralmente dos lámparas LED de baja potencia (RB y MW) y fabricando celdas en configuración n-i-p mediante un método de un solo paso. La morfología de las películas se analizó por microscopía electrónica de barrido, y el desempeño fotovoltaico se evaluó mediante curvas J-V bajo iluminación estándar AM 1.5G y en condiciones de baja irradiancia (200–1000 lux). Los resultados evidenciaron que ambas perovskitas logran eficiencias de conversión de potencia superiores a las medidas a 1 sol, atribuibles a su buena adaptación espectral a fuentes artificiales y baja recombinación no radiativa. La composición MAPI presentó mayores eficiencias globales gracias a su mayor fotocorriente y tamaño de grano, mientras que la de triple catión se vio limitada por menores factores de forma. Las lámparas RB ofrecieron un mejor desempeño que las MW, destacando la importancia del espectro de emisión. En conclusión, estas celdas muestran un alto potencial para alimentar dispositivos autónomos y optimizar la recolección de energía en entornos de baja iluminación.

This work aimed to develop and evaluate perovskite solar cells for indoor photovoltaic applications, with potential use in portable devices and IoT systems. Two active compositions, MAPI and triple cation, were studied by performing spectral characterization of two low-power LED lamps (RB and MW) and fabricating n-i-p architecture cells through a one-step method. Film morphology was analyzed using scanning electron microscopy, and photovoltaic performance was assessed through J–V curves under standard AM1.5G illumination and low irradiance conditions (200–1000 lux). The results showed that both perovskites achieved power conversion efficiencies higher than those measured under 1 sun, attributable to their good spectral match with artificial light sources and low non-radiative recombination. The MAPI composition exhibited higher overall efficiencies due to its greater photocurrent and larger grain size, whereas the triple cation composition was limited by lower fill factors. RB lamps yielded better performance than MW lamps, highlighting the importance of emission spectrum. In conclusion, these cells demonstrate high potential for powering autonomous devices and optimizing energy harvesting in low-light environments.