Estudio experimental y computacional de perovskitas híbridas orgánicas-inorgánicas para la fabricación de celdas solares de última generación. - Senno, Maximiliano Alejandro
Las perovskitas híbridas-inorgánicas, de fórmula ABX3, siendo A un catión orgánico (Metilamonio y Formamidino), B un metal y X un haluro, se han convertido en alternativas ideales para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos, entre las que se destacan el yoduro de metilamonio y plomo y el yoduro de formamidina y plomo. Estos materiales son atractivos por su relativo bajo costo de fabricación y sus excelentes propiedades optoelectrónicas: bandgap directo que puede ajustarse variando la composición química, coeficiente de absorción alto, baja masa efectiva de electrones y huecos, gran movilidad y altas longitudes de difusión de portadores. Sin embargo, antes de poder fabricar dispositivos basados en perovskitas híbridas a escala industrial, se debe solucionar algunos inconvenientes, tales como: baja estabilidad ante agentes externos, formación de trampas inducidas por la luz, falta de estabilidad de fases, entre otros. Teniendo en cuenta que el mayor problema de las celdas solares basadas en perovskitas híbridas es la degradación de la capa absorbente, el objetivo principal de esta tesis ha sido el estudio de películas delgadas de este material, el análisis de su comportamiento estructural, sus propiedades optoelectrónicas, los factores que van en detrimento de la estabilidad y las estrategias para mitigarlos. Para ello, se utilizaron dos enfoques complementarios: teórico-computacional y experimental. Desde la teoría se plantearon dos objetivos particulares: explorar la mezcla de cationes orgánicos como estrategia de estabilización analizando propiedades morfológicas, de estabilidad, ópticas y electrónicas de distintas composiciones a través de métodos de Primeros Principios, e investigar el comportamiento estructural en la superficie del material mediante simulaciones computacionales de Dinámica Molecular clásica. Desde lo experimental,se propuso sintetizar películas de perovskitas híbridas y evaluar parámetros de calidad morfológicos, optoelectrónicos y de estabilidad mediante técnicas y modelos ópticos de desarrollo propio.