Las células solares de perovskita (PVSCs) han ganado mucha atención recientemente. Su eficiencia ha crecido muy rápido, del 3.8% al 25.2% en poco tiempo. ¡Ahora compiten con las células de silicio!
Las perovskitas orgánico-inorgánicas son interesantes por sus buenas características. Por ejemplo, los electrones y huecos se mueven bien dentro de ellas. La mejor eficiencia que se ha logrado es del 25.5%.
Para mejorar aún más, se han probado diferentes métodos. Uno es aprovechar la "multiplicación de portadores" para obtener más energía de la luz. Otro es usar absorbentes de "unión múltiple" para capturar más luz.
Hoy en día, hay dos tipos principales de células solares. Una tiene una capa "mesoporosa" (con pequeños huecos) hecha de un óxido de metal como el TiO₂. La otra se basa en cómo se mueven los electrones y huecos dentro de la célula, y se llama unión p-i-n o n-i-p.
En las células con mesostructura, un material llamado yoduro de metilamonio y plomo (CH₃NH₃PbI₃) permite que los electrones y huecos se muevan unos 100-130 nanómetros. Un estudio reciente mostró que los huecos se mueven mejor que los electrones en las capas de transporte de electrones hechas de TiO₂.
Normalmente, se usa TiO₂ en estas capas mesoporosas. Pero a veces, las cargas se recombinan (se juntan de nuevo) y eso dificulta la transferencia de electrones. Esto limita cuánta energía se puede convertir. Por eso, mejorar cómo se mueven las cargas es importante.
Para solucionar esto, se ha intentado añadir otras sustancias al TiO₂ o cambiar su forma (a nanocables, varillas o fibras).
Por otro lado, el óxido de grafeno (GO) es muy bueno para mover electrones, es transparente y estable. Esto lo hace un buen candidato para mejorar la eficiencia de dispositivos de energía como células solares y baterías. Se ha usado GO en varias partes de las PVSCs, incluso en el TiO₂ mesoporoso o para ayudar a mover los "huecos".
Algunos investigadores han usado una forma de GO llamada rGO-TiO₂ en las PVSCs y han logrado mejorar el voltaje y la eficiencia. Otros han usado capas de GO-TiO₂ en procesos a baja temperatura con buenos resultados. Parece que usar GO puede mejorar las propiedades electrónicas de los materiales que transportan electrones.
Entre las formas de hacer estos materiales, la "electrohilado" es interesante porque puede crear nanopartículas con una forma alargada y con huecos. Además, es rápido, fácil de controlar y más ecológico, ¡y se usa en medicina!
En este estudio, queremos mostrar cómo se puede mejorar el rendimiento de las PVSCs mesostructuradas usando GO/mp-TiO₂ como capa para transportar electrones. Usamos un material de perovskita especial llamado (FAPbI₃)₀.₂(MAPbBr₃)₀.₂ para absorber la luz de manera eficiente. Medimos cómo afecta el GO al rendimiento de la célula solar usando técnicas especiales de luz. También comparamos cómo funciona el GO/TiO₂ (reduciendo la resistencia) con el TiO₂ solo, viendo si mejora la recolección de cargas.