Dimensionality and compositional control of lead halide perovskite nanocrystals

Abstract

Metal halide perovskites with an ABX3 formula have recently attracted the attention of chemists, physicists and engineers due to scientific interest not only for their high energy conversion efficiencies (PCE) but also for their amazing optical properties, which allow them to adjust the bandgap and thus control the emission of the crystal across the visible spectrum. As a result of intense research efforts around the world over the past six years, the efficiency of perovskite solar cells has increased rapidly from 3.8% to 22% in a short period of time while with its development continues to approach theoretical limit of efficiency. This project proposes the optimization of perovskite nanocrystals through the study of various synthetic approaches to obtain stable and efficient long-term emission nanocrystals. In this process, nanocrystals of different compositions and mixed compositions will be studied. The second part of the project will be the preparation of perovskite inks through the study of different purification strategies for the next realization of solar cells. The solar cell will be made through a spin coating process. Finally, the solar cell will be connected to a commercial LED device through a circuit that allows the emission of energetically renewable LEDs.

Las perovskitas de haluro metálico con fórmula ABX3 han atraído recientemente la atención de químicos, físicos e ingenieros debido al interés científico no solo por sus altas eficiencias de conversión de energía (PCE) sino también por sus impresionantes propiedades ópticas, que les permiten ajustar la banda prohibida y así controlar la emisión del cristal en todo el espectro visible. Como resultado de intensos esfuerzos de investigación en todo el mundo durante los últimos seis años, la eficiencia de las células solares de perovskita ha aumentado rápidamente de 3.8% a 22% en un corto período de tiempo, mientras que con su desarrollo continúa acercándose al límite teórico de eficiencia. Este proyecto propone la optimización de nanocristales de perovskita mediante el estudio de diversos enfoques sintéticos para obtener nanocristales de emisión estables y eficientes a largo plazo. En este proceso se estudiarán nanocristales de diferentes composiciones y composiciones mixtas. La segunda parte del proyecto será la preparación de tintas de perovskita mediante el estudio de diferentes estrategias de depuración para la próxima realización de células solares. La célula solar se fabricará mediante un proceso de "spin coating". Finalmente, la celda solar se conectará a un dispositivo LED comercial mediante un circuito que permite la emisión de LED energéticamente renovables.

As perovskitas de haluros metálicos cunha fórmula de ABX3 atraeron recentemente a atención de químicos, físicos e enxeñeiros debido a interese científico non só polas súas altas eficiencias de conversión enerxética (PCE) senón tamén polas súas abraiantes propiedades ópticas, que permiten axustar a banda prohibida e contolar deste modo a emisión do cristal por todo o espectro visible. Como resultado dos intensos esforzos de investigación realizados arredor de todo o mundo durante os últimos seis anos, a eficiencia das células solares de perovskita aumentou rapidamente do 3,8% ao 22% nun curto período de tempo mentres co seu desenvolvemento continúa achegándose límite teórico de eficiencia. Neste proxecto proponse a optimización de nanocristais de perovskita a través do estudo de diversos enfoques sintéticos para obter nanocristais estables e de emisión eficiente a longo prazo. Neste proceso, estudaranse nanocristais de diferentes composicións e composicións mixtas. A segunda parte do proxecto será a preparación de tintas de perovskita a través do estudo de diferentes estratexias de purificación para a seguinte realización das célula solar. A célula solar realizarase a través dun proceso de "spin coating". Para rematar conectarase a célula solar a un dispositivo LED comercial a través dun circuito que permita a emisión LED enerxéticamente renovable.