Sistema de baja dimensionalidad para aplicaciones fotovoltaicas y optoelectrónicas
- Autores: Bruno Clasen Hames
- Directores de la Tesis: Iván Mora-Seró (dir. tes.), Rafael Sánchez Sánchez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Jaume I ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Número de páginas: 165
- Tribunal Calificador de la Tesis: Eva María Barea Berzosa (presid.), Isaac Herraiz Cardona (secret.), Emilio José Juárez Pérez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias por la Universidad Jaume I de Castellón
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
- español
El aumento del consumo energético ha provocado un gran impacto ambiental debido al intenso uso de las fuentes de energı́a no renovables, provocando cambios climáticos y calentamiento global. Para frenar estos efectos no deseados es necesario utilizar y mejorar las fuentes de energı́a renovables además de utilizar dispositivos de menor consumo energético.
En los últimos diez años numerosos estudios han sido realizados sobre las células solares de perovskita, aunque muy eficientes, su inestabilidad dificulta su comercialización. La redución de la dimensionalidad de la perovskita es una alternativa para mejorar la estabilidad de dichos dispositivos.
El uso de anilinium como catión orgánico en la sı́ntesis de perovskitas 2D/3D ha sido reportado por primera vez en este trabajo destacando la calidad del material que presenta propiedades fotovoltai- cas y optoelectrónicas significativamente mejores con respecto a la perovskita 2D/3D sintetizada con butylammonium, que es uno de los materiales más estudiados hasta el momento.
Posteriormente, se enfocó en la fabricación de una segunda generación de células solares basadas en perovskita 2D/3D utilizando anilinium como cátion voluminoso mediante el método hot-casting. El efecto positivo de la temperatura sobre las propiedades de los materiales se demostró mediante una correlación directa entre la temperatura, el tamaño del cristal y el PCE. Se obtuvieron células solares con 7,63 % de eficiencia con J sc de 13,79 mA/cm 2 . Además, los estudios de estabilidad mostraron que las pelı́culas basadas en una perovskita 2D/3D fabricadas con anilinium mostraron una resistencia moderadamente superior a las condiciones ambientales en comparación con las células solares basadas en perovskitas 3D.
Por otro lado, se sintetizaron puntos cuánticos emisores de luz que cubren todo el espectro visible con altos rendimientos cuánticos de fluorescencia y pureza de color, y con ellos, se produjeron diodos emisores de luz de un solo color, de alto brillo y eficiencias cuánticas de 0,39 %, 1,04 %, 2,10 % y 1,30 % para diodos emisores de luz basados en puntos cuánticos emisores de luz roja, naranja, verde y azul, respectivamente. Además, los diodos emisores de luz blancos se prepararon mezclando puntos cuánticos, rojo-verde-azul y naranja-verde-azul, estos mostraron temperaturas de color de 5300 K e ı́ndice de reproducción cromática superior al 80 %. Los nanocristales coloidales son excelentes candidatos para la preparación de dispositivos electroluminiscentes como de pantallas de alta calidad.
También se sintetizaron nanopartı́culas de perovskita que han sido ampliamente estudiadas para aplicaciones optoelectrónicas debido a su rendimiento cuántico de fotoluminiscencia extremadamente alto, anchura de banda sintonizable y espectros de emisión excepcionalmente estrechos. Por lo tanto, las nanopartı́culas de perovskita también poseen un enorme potencial para el desarrollo de pantallas en color de alta eficiencia, bajo costo y amplia gama de colores con alta pureza. Sin embargo, su sı́ntesis tı́picamente involucra procesos a alta temperatura y atmósfera controlada que pueden dificultar su desarrollo comercial.
En la presente tesis doctoral, los diodos emisores de luz verde han sido preparados mediante el uso de nanopartı́culas de perovskita totalmente inorgánicas CsPbBr 3 que fueron sintetizadas a temperatura ambiente y mediante el método tradicional hot-injection.
- English
The increase in energy consumption has caused a great environmental impact due to the intense use of non-renewable energy sources, causing climate changes and global warming. To curb these unwanted effects it is necessary to use and improve renewable energy sources in addition to using devices with lower energy consumption. The use of anilinium as an organic cation in the synthesis of perovskites 2D/3D has been reported for the first time in this work highlighting the quality of the material that has significantly better photovoltaic and optoelectronic properties with respect to the perovskite 2D/3D synthesized with butylammonium, which It is one of the most studied materials so far.
- español
