Melhorando a Eficiência de Conversão Fotoelétrica de Células Solares de Perovskita Baseadas em Cs2TiBr6 Usando um Método de Simulação Teórica

Enquanto as perovskitas à base de chumbo se destacam como um material altamente promissor para células solares, ainda há uma preocupação notável relacionada à possibilidade de vazamento de chumbo. Este estudo utilizou o software de simulação de células solares SCAPS-1D para explorar estratégias para melhorar a eficiência das células solares de perovskita livres de chumbo (PSCs) e elucidar os mecanismos teóricos correspondentes. Um modelo da estrutura n–i–p FTO/TiO2/Cs2TiBr6/P3HT/Au foi desenvolvido. Empregando várias estratégias de modificação em arranjos experimentais, o impacto de parâmetros cruciais no desempenho do dispositivo foi investigado manipulando variáveis específicas. Esta abordagem sistemática permitiu a identificação da configuração de parâmetro mais ideal para melhorar o desempenho do dispositivo. O desempenho do dispositivo foi cuidadosamente examinado avaliando parâmetros chave como mobilidade da camada de transporte, propriedades de correspondência de níveis de energia, concentração de defeitos na interface, área da seção de captura de interface e densidade/espessura de defeitos na perovskita. A investigação revelou que uma melhora substancial no desempenho do dispositivo pode ser alcançada minimizando a densidade de defeitos na perovskita, aumentando a mobilidade da camada de transporte, refinando o alinhamento dos níveis de energia com a perovskita e reduzindo a área de captura da interface. A simulação do dispositivo resultou, em última análise, em uma eficiência de conversão de 16,86%. Este estudo fornece diretrizes valiosas para a pesquisa e desenvolvimento de novas PSCs duplas livres de chumbo.