La perovskite inorganica CsPbBr3 rappresenta un materiale di notevole interesse per la realizzazione di diversi dispositivi optoelettronici, quali celle solari e diodi emettitori di luce. Nonostante la banda proibita di 2,3 eV limiti il raggiungimento di efficienze di conversione (PCE) superiori al 10% nelle celle solari a perovskite (PSC), questi materiali rimangono promettenti in vari settori, tra cui il fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV) e l'agrivoltaico, dove la semitrasparenza dei dispositivi può offrire un valore aggiunto. Tuttavia, il processo di deposizione della perovskite si rivela complesso a causa della scarsa solubilità dei precursori. Sebbene la deposizione sequenziale di PbBr2 e CsBr possa attenuare tale problematica, la crescita di un film sottile di CsPbBr3 in fase α pura rappresenta una sfida.
In questo studio, abbiamo sviluppato un processo di deposizione che sfrutta l'impiego del liquido ionico BMIM-BF4 durante la deposizione di PbBr2, favorendo la formazione di CsPbBr3 con uniformità migliorata e ridotta presenza di fasi competitive. Grazie all'aggiunta del liquido ionico, la PCE è stata notevolmente incrementata, raggiungendo il 6,33% in PSC semitrasparenti che utilizzano ossido di indio-stagno (ITO) depositato tramite sputtering come contatto superiore trasparente. La trasmittanza visibile media dell'intero dispositivo ha superato il 58%. Infine, abbiamo analizzato, mediante spettroscopia di fotoemissione e analisi XRD in situ, l'impatto dell'esposizione alla luce nel volume e/o sulla superficie del film sottile.
Exploiting the impact of Ionic Liquids and light exposure on performance of fully inorganic CsPbBr3 semi-transparent perovskite solar cells - Nuovo articolo
In questo articolo pubblicato su Solar Energy, frutto di una collaborazione di CNR-ISM con l'Università di Tor Vergata e Institut Photovoltaïque d'Ile-de-France, ci si concentra sulla perovskite CsPbBr3, un materiale promettente ideale per la realizzazione di dispositivi fotovoltaici.
La sua semi-trasparenza apre la strada a diverse applicazioni innovative, come finestre solari, soluzioni per l'agrivoltaico e dispositivi per ambienti interni. Tuttavia, per competere efficacemente sul mercato, è fondamentale migliorarne l'efficienza.
Attraverso l'impiego di un liquido ionico, si è ottimizzato il processo di fabbricazione, ottenendo un significativo aumento dell'efficienza di conversione complessiva. Questo progresso rappresenta un passo avanti cruciale nello sviluppo di tecnologie fotovoltaiche più efficienti e versatili.