Advanced perovskitefullerene blend films for perovskite solar cells with innovative configurations

Resumen

En esta tesis se estudia el empleo de fullerenos para la mejora de celdas solares de perovskita, un nuevo tipo de dispositivos fotovoltaicos construidos a partir de materiales híbridos que, desde su primera aplicación en 2009, han experimentado un crecimiento incomparable, debido primordialmente a sus particulares propiedades. Los fullerenos son conocidos por su habilidad para pasivar defectos en las capas de perovskita, por lo que, con este pretexto, serán disueltos en las disoluciones de perovskita para el procesado de capas compuestas perovskita:fullereno. En la tesis se exploran diferentes aspectos de estas capas. Por una parte, mediante el uso de C70, se prueba su eficacia para la fabricación de dispositivos eficientes sin capa transportadora de electrones, además de aumentar profundamente su fotoestabilidad. Esta estrategia será además optimizada estudiando las características de las disoluciones en las que se introducen los fullerenos, poniendo especial interés en las interacciones fullereno-disolvente. Este estudio prueba el efecto positivo de la utilización de pequeñas fracciones de disolventes aromáticos, pues se vio que el empleo de disolvente que interactúen fuertemente con el fullereno afectan a su distribución en la capa y finalmente el rendimiento de la celda solar. Esta estrategia también se ha implementado para diferentes fullerenos funcionalizados, probando que la funcionalización de la caja de fullereno afecta positivamente a los dispositivos. Finalmente, se estudiaron las interacciones perovskita-fullereno, probando que complejos en disolución más fuertes tienen un efecto positivo en la eficiencia de las celdas solares. El estudio permitió el diseño de un nuevo fullereno con valores de eficiencia mayores que 18%.