Controle da Dinâmica de Recombinação de Carga em Células Solares Sensibilizadas por Corante pelo Uso de Camadas de Óxido Metálico Bloqueadoras Depositas Conformalmente

Neste trabalho, relatamos uma metodologia para revestir de forma conformal filmes de TiO2 nanocristalino com uma fina camada de um segundo óxido metálico. Camadas de SiO2, Al2O3 e ZrO2 foram fabricadas por imersão de filmes de TiO2 mesoporosos e nanocristalinos em soluções orgânicas de seus respectivos alcóxidos, seguidas de sinterização a 435 graus C. Essas três camadas de óxido metálico mostraram atuar em todos os casos como camadas de barreira para processos de transferência de elétrons interfaciais. No entanto, medições experimentais da densidade de elétrons do filme e da dinâmica de recombinação de carga interfacial sob viés negativo aplicado variaram significativamente para as camadas sobrepostas. Uma boa correlação foi observada entre essas observações e o ponto de carga zero dos diferentes óxidos metálicos. Com base nisso, constatou-se que o revestimento de camada mais básico, Al2O3 (pzc = 9.2), é ótimo para retardar as perdas de recombinação interfacial sob viés negativo aplicado. Essas observações mostram boa correlação com análises de corrente/tensão de células solares sensibilizadas por corante fabricadas a partir desses filmes, com o Al2O3 resultando em um aumento em V(oc) de até 50 mV e uma melhoria de 35% na eficiência geral do dispositivo. Essas observações são discutidas e comparadas com um tratamento pós-TiCl4 alternativo de filmes de TiO2 nanocristalinos em relação à otimização da eficiência do dispositivo.