Estudio de la incorporación de borohidruro de sodio para mejorar la estabilidad de perovskitas híbridas a base de estaño y plomo para su aplicación en celdas solares de tercera generación

Abstract

RESUMEN : el presente trabajo de investigación tuvo como objetivo la evaluación de la incorporación de NaBH4, catalogado como un agente reductor, en un sistema de perovskita FA(1-x)Cs(x) Sn(1-y) Pb(y) I3 con el fin de mejorar la estabilidad del estaño frente al oxígeno en el tiempo y por tanto, potenciar su uso en la fabricación de dispositivos solares de tercera generación. Durante el desarrollo del trabajo se realizó la incorporación en diferentes cantidades de NaBH4 en el sistema anteriormente mencionado y con ello se pudo determinar su influencia en las propiedades morfológicas y estructurales de las películas de perovskita fabricadas. Además, se hizo un estudio del proceso de degradación composicional causado por el oxígeno. Los resultados obtenidos permitieron identificar que, a medida que se aumentaba la concentración de NaBH4, se logró obtener un tamaño de cristalito más refinado, una disposición de los granos mucho más definida y de mayor tamaño promedio, así como un menor espesor de película en comparación con la muestra sin aditivo, una reducción en la rugosidad, una evolución temporal más lenta de los productos de degradación y una mejor estabilidad del Sn2+. En conclusión, la adición del NaBH4 tuvo una influencia positiva en las propiedades presentadas por las películas de perovskita.

ABSTRACT : The present research work aimed at the evaluation of the incorporation of NaBH4, catalogued as a reducing agent, in a perovskite system FA(1-x) Cs(x) Sn(1-y) Pb(y) I3 to improve the tin stability against oxygen in time and therefore, its use in the fabrication of third generation solar devices. The research work was based on the variation of the NaBH4 concentration in the system to determine its influence on the morphological and structural properties of the fabricated perovskite films. In addition, a study of the compositional degradation process caused by oxygen was carried out. The results obtained allowed identifying that, as the NaBH4 concentration was increased, it was possible to obtain a more refined crystallite size, a much more defined grain arrangement and a bigger average size, as well as a lower film thickness compared to the sample without additive, a reduction in roughness, a slower time evolution of the degradation products and a better stability of Sn2+. In conclusion, the addition of NaBH4 had a positive influence on the properties presented by the perovskite films.