Síntesis y caracterización de materiales con estructura de perovskita de CH3NH3PbI3, Cs0.1FA0.9PbI3 y CsPbBr3 y su aplicación en dispositivos optoelectrónicos

Abstract

Se presenta el proceso de síntesis y caracterización de materiales con estructura tipo perovskita CH3NH3PbI3, Cs0.1FA0.9PbI3 y CsPbBr3. Los materiales sintetizados fueron caracterizados por diversas técnicas, absorción UV-visible, PL, rayos X, MET, MEB. Las películas de CH3NH3PbI3 son estructuras tetragonal, con tamaños de 200 nm; se usó como capa activa en una celda de estructura ITO/PEDOT:PSS/CH3NH3PbI3/PCBM/Ag, se realizó un estudio estadístico para optimizar las condiciones de fabricación, y es mostrado en el artículo titulado “Experimental Parameters Effect on the ITO/PEDOT:PSS/MAPbI3/PCBM/Ag Inverted Organic Perovskite Photovoltaic Solar Cell Efficiency”. Los parametros del dispositivo fueron Jsc 19,04mA/cm2, Voc0,971mV, con un factor de relleno, FF 46,54%, (η) del 8,6%. El material coloidal de Cs0.1FA0.9PbI3 obtenido se observan cristales con un tamaño promedio 19.5 nm y con una morfología definida en forma de trébol, presentó picos de absorción a los 766 nm y de emisión en 755 nm, lo que situó el material en la zona del IR cercano; debido a las propiedades del material es incorporado en una celda fotovoltaica “multicapas” con arquitectura ITO/SnO2/Cs0.1FA0.9PbI3/Spiro-OMETAD/Au. La celda reportó una eficiencia de 2.5%. Los QDs CsPbBr3 haciendo uso del método no convencional de síntesis por ultrasonido, se usó una sonda ultrasónica que opera a una frecuencia 20kHz y una potencia de 500W. Los QDs sintetizados mostraron un material cristalino con morfología cúbica bien definida, con tamaños promedio de 8.9 nm, los cuales presentaron absorción y emisión en la zona del verde del espectro de luz visible, y PQYL=85%, con los QDs se fabricó un LED con estructura ITO/PEDOT:PSS/Poly-TPD/QDs CsPbBr3/Poly-T2T/Al, el LED reportó η=20.3%, luminancia de 25000cd/m2 y Jsc de 225mA/cm2.