Papel da recombinação superficial em células solares de perovskita na interface de HTL/CH3NH3PbI3

Para alcançar o máximo desempenho das células solares de perovskita de trihaleto organometálico, é necessário reconhecer os mecanismos dominantes que desempenham um papel fundamental em um material de perovskita. Nos estudos a seguir, focamos na recombinação interfacial entre a camada de transporte de buracos (HTL) e a perovskita CH3NH3PbI3 em dispositivos de células solares com arquitetura p–i–n. Foi demonstrado que Cu:NiOx utilizado como HTL reduz drasticamente a fotocorrente de curto-circuito (Jsc) e a tensão de circuito aberto (Voc). No entanto, descobrimos que a adição de uma camada fina de PTAA melhora a qualidade das células e, como consequência, a eficiência dessas células solares aumenta em 2%. Aqui, explicamos tanto as perdas de Jsc quanto de Voc com a teoria da “camada morta” do material de perovskita, onde ocorre uma recombinação superficial muito alta. Demonstramos os estudos numéricos e experimentais por meio de análises detalhadas em série para obter uma compreensão mais profunda dos processos físicos por trás disso. Usando um modelo de deriva-difusão, mostra-se que a presença de uma camada de recombinação parasitária influencia principalmente a distribuição de corrente nas amostras simuladas, explicando as perdas de Jsc e Voc. Os resultados a seguir podem ser úteis para melhorar a qualidade das células solares de perovskita.