Study of the Merged Annealing method to establish a reproducible fabrication protocol for perovskite solar cells with competitive efficiencies (2019)
Las celdas solares de perovskita están creciendo a un ritmo sin precedentes, por lo que es importante que los grupos de investigación se mantengan al día con las eficiencias del estado del arte para poder hacer contribuciones más relevantes. En este trabajo, se implementó el método de recocido combinado en busca de un protocolo de fabricación reproducible para celdas solares de perovskita MAPbI3 invertidas de alto rendimiento. Este consistió en depositar una capa de PCBM encima de la perovskita antes de iniciar su recocido para retrasar la evaporación de los solventes residuales de la solución precursora. Los resultados mostraron que este método es capaz de producir cristales más grandes con un tiempo de vida del portador de carga mayor en comparación con el método convencional. Esto resultó en mejores corrientes y voltajes de corto circuito y una eficiencia de conversión de potencia récord del 13.6%. Sin embargo, se observó que la formación de estructuras con forma de aguja después del recocido combinado limitaba el aumento en la eficiencia. Se demostró que varios parámetros de fabricación estaban relacionados con este fenómeno, a saber, el tipo de sustrato, la relación DMF a DMSO en la solución precursora, la calidad de la capa de PCBM y la temperatura de recocido. Al reducir la cantidad de DMSO, se produjo una película sin rugosidad a expensas de tamaños de cristal más pequeños y eficiencias más bajas, pero factores de relleno superiores al 80%. Finalmente, las celdas solares de MAPbI3 se compararon con celdas solares de FACsPbI3 recocidas convencionalmente que tenían un bandgap más bajo y un tiempo de vida del portador de carga mayor. Se observó que la perovskita FACsPbI3 produjo corrientes de cortocircuito más altas, pero que la perovskita MAPbI3 depositada a través del recocido combinado logró mayores factores de llenado y mayores voltajes de circuito abierto.