ES2565673T5 - Dispositivos optoelectrónicos con perovskitas organometálicas con aniones mezclados - Google Patents

Dispositivos optoelectrónicos con perovskitas organometálicas con aniones mezclados Download PDF

Info

Publication number
ES2565673T5
ES2565673T5 ES13723943T ES13723943T ES2565673T5 ES 2565673 T5 ES2565673 T5 ES 2565673T5 ES 13723943 T ES13723943 T ES 13723943T ES 13723943 T ES13723943 T ES 13723943T ES 2565673 T5 ES2565673 T5 ES 2565673T5
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
perovskite
substituted
electrode
photovoltaic device
unsubstituted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13723943T
Other languages
English (en)
Other versions
ES2565673T3 (es
Inventor
Henry Snaith
Michael Lee
Takuro Murakami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oxford University Innovation Ltd
Original Assignee
Oxford University Innovation Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=46546306&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2565673(T5) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Oxford University Innovation Ltd filed Critical Oxford University Innovation Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2565673T3 publication Critical patent/ES2565673T3/es
Publication of ES2565673T5 publication Critical patent/ES2565673T5/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/22—Tin compounds
    • C07F7/2284—Compounds with one or more Sn-N linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/24—Lead compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/10—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising heterojunctions between organic semiconductors and inorganic semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/10—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising heterojunctions between organic semiconductors and inorganic semiconductors
    • H10K30/15—Sensitised wide-bandgap semiconductor devices, e.g. dye-sensitised TiO2
    • H10K30/151—Sensitised wide-bandgap semiconductor devices, e.g. dye-sensitised TiO2 the wide bandgap semiconductor comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/84—Layers having high charge carrier mobility
    • H10K30/85—Layers having high electron mobility, e.g. electron-transporting layers or hole-blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/84—Layers having high charge carrier mobility
    • H10K30/86—Layers having high hole mobility, e.g. hole-transporting layers or electron-blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/50—Organic perovskites; Hybrid organic-inorganic perovskites [HOIP], e.g. CH3NH3PbI3
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/10—Transparent electrodes, e.g. using graphene
    • H10K2102/101—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO]
    • H10K2102/102—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO] comprising tin oxides, e.g. fluorine-doped SnO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Undergarments, Swaddling Clothes, Handkerchiefs Or Underwear Materials (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivos optoelectrónicos con perovskitas organometálicas con aniones mezclados
Campo de la invención
La presente invención se refiere a dispositivos fotovoltaicos, que incluyen células solares.
Antecedentes de la invención
El actual aumento de la población del mundo junto con el avance de los países en vía de desarrollo hacia economías más industrializadas está creando una demanda creciente de fuentes de suministro de energía sostenibles y seguras. Por lo tanto, hay una necesidad apremiante de crear nuevos dispositivos optoelectrónicos que satisfagan la demanda mundial de bajas emisiones de carbono.
La energía solar se ve como una solución limpia que proporciona alta eficiencia. Sin embargo, los altos costes de los dispositivos que utilizan energía solar, incluyendo los altos costes de los materiales, han dificultado históricamente su uso.
En consecuencia, la producción de dispositivos optoelectrónicos de bajo coste, tal como los fotovoltaicos, que constan de materiales abundantes, que se pueden fabricar rápidamente utilizando métodos de fabricación carrete a carrete y procesos químicos en vía húmeda sencillos, es un campo de investigación pujante. En los últimos años, las eficiencias de conversión de energía de los dispositivos optoelectrónicos han ido aumentando de manera ininterrumpida. Sin embargo, utilizando los equipos fotovoltaicos tradicionales parece improbable que se puedan obtener aumentos adicionales significativos en las eficiencias de conversión de energía. Por lo tanto, hay una necesidad real de nuevas tecnologías de células solares que se enfoquen en conseguir costes bajos.
Las células solares sensibilizadas con colorante están compuestas de TiO2 mesoporoso sensibilizado con colorante infiltrado con un electrolito activo redox [O'Regan et al., Nature, 353, 737-740, 1991]. Son auténticos aspirantes a generar energía a la mayor escala. Sin embargo, a pesar de que se ha verificado que la eficacia de los dispositivos más eficientes alcanza 11,4 % e incluso, en informes recientes, hasta 12,3 % [Yella et al., Science, 334 (6056) 629­ 634, 2011] no se han conseguido comercializar de forma generalizada. Una de las más importantes razones para el hecho de que no se usen comercialmente es la naturaleza líquida del par redox utilizado en la célula electrolítica, que es muy volátil y corrosiva, lo cual produce limitaciones importantes tanto en el funcionamiento del equipo como en la estabilidad a largo plazo, especialmente a temperaturas elevadas. Un buen aspirante a ser capaz de generar también tales eficiencias y a ser más compatible con el procesado a gran escala y la estabilidad a largo plazo es la célula solar de estado sólido sensibilizada con colorante, en la cual el electrolito activo redox se sustituye por un conductor de huecos de estado sólido [Snaith et al., Advanced Materials, 19, 3187-3200, 2007]. Sin embargo, hasta el presente, las células solares sensibilizadas con colorante (DSC, por sus siglas en inglés) de estado sólido más eficientes alcanzan solamente valores de eficacia justo por encima de 7% [Burschka et al., J. Am.Chem.Soc., 133 (45), 18042-18045, 2011]. La principal razón para este rendimiento más bajo es que el espesor máximo de la DSC de estado sólido está limitado a aproximadamente 2 pm, debido a la recombinación de cargas más rápida y a la limitación de la capacidad de infiltrar fotoánodos mesoporosos gruesos [Snaith et al., Advanced Materials, 19, 3187-3200, 2007]. Con espesores de 2 pm, los sensibilizadores no absorben suficiente luz en un espectro lo bastante ancho como para generar suficiente fotocorriente y las corrientes de cortocircuito están limitadas generalmente a valores de alrededor de 10 mAcirr2, en lugar de valores por encima de 20 mAcirr2, para las mejores células de electrolito.
Recientemente, ha habido un renovado interés en células solares de “absorbente extremadamente delgado” (o ETA por sus siglas en inglés), que son equivalentes a las DSC de estado sólido, excepto por el hecho de que el colorante se sustituye por una capa extremadamente delgada de un semiconductor inorgánico aplicado en la interfase entre el TiO2 mesoporoso y el conductor por huecos. Se ha informado de eficiencias cercanas a 6% utilizando sulfuro de antimonio Sb2S3 como material absorbente (Chang et al., Nano Lett., 12(4), 1863 -1867, 2012), pero para este material, aunque se pueden generar fotocorrientes altas, los voltajes de circuito abierto son bajos, limitando así el rendimiento global.
Como material absorbente alternativo, las perovskitas de haluros organometálicos podrían ser un buen candidato ya que tienen coeficientes de extinción sumamente altos en películas delgadas. Se pueden fabricar fácilmente a partir de disoluciones precursoras y tienen una excelencia demostrada en otras aplicaciones, tal como excelentes candidatos como transistores [Kagan et al., Science, 286, 945, 1999] y diodos emisores de luz (Era et al., Appl. Phys. Lett., 65, 676, 1994). Recientemente, se ha informado de su uso como sensibilizadores en células foto-electroquímicas basadas en electrolitos líquidos y de que proporcionan eficiencias de conversión de energía solar comprendidas entre 3,5 y 6,5 % (Kojima et al., J.Am. Chem. Soc., 131, 6050, 2009; Im et al., Nanoscale, 3, 4088, 2011). Sin embargo, en este sistema electrolítico del que se ha informado previamente, los absorbentes de perovskita decayeron rápidamente y el rendimiento de las placas solares cayó después de solo diez minutos.
Compendio de la invención
Los presentes inventores han encontrado que los dispositivos fotovoltaicos que comprenden una perovskita de aniones mezclados son sorprendentemente estables y muestran eficiencias de conversión de energía y fotocorrientes inesperadamente altas. Asimismo, los dispositivos fotovoltaicos son relativamente baratos de fabricar y se podrían producir a gran escala con relativa facilidad.
Un requisito importante para cualquier dispositivo fotovoltaico es la estabilidad a lo largo de toda la vida útil prevista de ese dispositivo. Los inventores han encontrado que los dispositivos según la presente invención son, de lejos, mucho menos susceptibles al cromismo (variación de color) inducido por vapor que los dispositivos que comprenden una perovskita con un solo halógeno.
Una ventaja adicional de los dispositivos de la presente invención la constituyen las comparativamente altas eficiencia de conversión de energía y fotocorrientes que proporcionan. Se han observado eficiencias de fotoconversión a 1 sol (AM 1,5G 100 mWcm-2) de 11,5 %. Estas eficiencias sobrepasan las eficiencias presentadas por los dispositivos que comprenden una perovskita de un solo haluro. Además, el rendimiento de los dispositivos de la invención no tiene precedentes en las células solares sensibilizadas de estado sólido y compite de manera directa con las células electrolíticas, con los mejores rendimientos. Se han observado fotocorrientes de 21 mAcm-2 con los dispositivos fotovoltaicos de la invención. Esto supera las fotocorrientes observadas en las DSC de estado sólido más eficientes actualmente disponibles.
Además, la perovskita de aniones mezclados proporciona un marco muy flexible que se puede manejar ajustando los componentes individuales del material, y, en consecuencia, permite un control excepcional a nivel molecular. Por lo tanto, las propiedades de la perovskita de aniones mezclados pueden ser fácilmente modificadas para aumentar el rendimiento del dispositivo fotovoltaico en el cual se utilizan.
Todas estas ventajas quedarían empequeñecidas si los dispositivos fotovoltaicos fueran caros de producir o necesitasen métodos de fabricación complejos que descartaran la producción a gran escala. Sin embargo, este no es el caso para los dispositivos fotovoltaicos de la presente invención. Los materiales usados en los dispositivos son tanto relativamente abundantes como relativamente baratos. Además, los dispositivos se pueden producir mediante procedimientos que permitirían métodos de producción de gran escala.
De acuerdo con ello, en un primer aspecto, la invención proporciona un dispositivo fotovoltaico que comprende una perovskita de aniones mezclados, en el cual la perovskita comprende dos o más aniones distintos escogidos entre aniones haluro.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 es un diagrama esquemático de un dispositivo fotovoltaico que comprende una perovskita de aniones mezclados.
La figura 2(a) es un espectro de absorbancia UV-visible de la perovskita CH3NH3PbBr3 preparada sobre TiO2. En el gráfico se representa la longitud de onda en nm en el eje X y la absorbancia en unidades arbitrarias en el eje Y.
La figura 2(b) es un espectro de absorbancia UV-visible de la perovskita CH3NH3PM3 preparada sobre T O 2. En el gráfico se representa la longitud de onda en nm en el eje X y la absorbancia en unidades arbitrarias en el eje Y.
La figura 3 es un dibujo de una isométrica de una sección transversal de una célula solar nanoestructurada genérica, en la que: (1) cátodo metálico; (2) material conductor por huecos, óxido metálico mesoporoso nanoestructurado con absorbente y material conductor por huecos (véase la figura 4 para aclaración); (3) óxido metálico conductor transparente (ánodo); (4) sustrato transparente; (5) ánodo metálico; (6) óxido metálico compacto.
La figura 4 es un esquema que muestra una sección transversal de la “capa activa” de una célula solar nanoestructurada genérica: (2(i)) absorbente sensible a la luz; (2(ii)), óxido metálico, cátodo metálico; (6) óxido metálico compacto; (7) material conductor por huecos.
La figura 5 es un espectro de absorbancia UV-visible de las perovskitas en capas organometálicas de haluros mezclados: K330 (CH3NH3PbChI) y K331 (CH3NH3PbChBr) preparadas sobre TiO2 al 20 % en volumen. En el gráfico se representa la longitud de onda en nm en el eje X y la absorbancia en unidades arbitrarias en el eje Y. La línea gruesa corresponde a la K330 y la línea fina a la K331.
La figura 6 muestra la curva característica corriente-voltaje bajo iluminación AM1.5G de 100 mWcm-2 simulada (curva de la parte superior) y en la oscuridad (curva de la parte inferior) de un dispositivo montado en estructura bicapa: F:SnO2/TiO2 compacto/K330/Espiro OMeTAD/Ag. En el gráfico se representa el voltaje en voltios en el eje X y la densidad de corriente en mAcm-2 en el eje Y.
La figura 7 muestra la curva característica corriente-voltaje bajo iluminación AM1.5G de un dispositivo montado en una estructura absorbente-sensibilizada con un conductor de huecos: F:SnO2/TiO2 compacto/TiO2 mesoporoso/K330/Espiro OMeTAD/Ag. En el gráfico se representa el voltaje en voltios en el eje X y la densidad de corriente en mAcirr2 en el eje Y.
La figura 8 muestra la curva característica corriente-voltaje bajo iluminación AM1.5G de un dispositivo montado en una estructura absorbente-sensibilizada con un conductor de huecos: F:SnO2/TiO2 compacto/TiO2 mesoporoso/K330/P3HT/Ag. En el gráfico se representa el voltaje en voltios en el eje X y la densidad de corriente en mAcirr2 en el eje Y.
La figura 9 muestra el espectro de acción de la eficiencia de conversión fotón a electrón (IPCE, por sus siglas en inglés) de un dispositivo montado en forma de estructura absorbente mesoporosa con un conductor por huecos: F:SnO2/TiO2 compacto/TiO2 mesoporoso/K330/Espiro OMeTAD/Ag. En el gráfico se representa la longitud de onda en nm en el eje X y el IPCE en el eje Y.
La figura 10 muestra los espectros de acción de la eficiencia de conversión fotón a electrón (IPCE, por sus siglas en inglés) de un dispositivo montado en una estructura sensibilizada-absorbente con un conductor de huecos: F:SnO2/TiO2 compacto/TiO2 mesoporoso/K330/3PHT (línea más gruesa) o PCPDTBT (línea más fina)/Ag. En el gráfico se representa la longitud de onda en nm en el eje X y el IPCE en el eje Y.
La figura 11 muestra el espectro de absorbancia UV-visible de un dispositivo montado en una estructura sensibilizada-absorbente con un conductor de huecos: F:SnO2/TiO2 compacto/óxido mesoporoso/K330/Espiro OMeTAD sellado usando surlyn y epoxi con luz “sumergido” en iluminación AM1.5G simulada, a lo largo del tiempo. En el gráfico se representa la longitud de onda en nm en el eje X y la absorbancia en unidades arbitrarias en el eje Y.
La figura 12 muestra el espectro de absorbancia UV-visible tomado a 500 nm de luz sumergiendo el dispositivo bajo iluminación simulada AM1.5G a lo largo del tiempo para un dispositivo montado en una estructura sensibilizada-absorbente con un conductor de huecos: F:SnO2/TiO2 compacto/TiO2 mesoporoso/K330/EspiroOMeTAD sellado usando surlyn y epoxi. En el gráfico se representa la longitud de onda en nm en el eje X y la absorbancia en unidades arbitrarias en el eje Y.
La figura 13 muestra el espectro de difracción de rayos X (XRD, por sus siglas en inglés) de la K330 a 35 % en volumen en vidrio. Los grados en 2-theta se representan en el eje X y el número de cuentas en unidades arbitrarias se representan en el eje Y.
La figura 14 muestra la imagen de microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) de una sección transversal de TiO2 mesoporoso.
La figura 15 muestra la imagen de microscopía electrónica de barrido (SEM) de una sección transversal de TiO2 mesoporoso/K330.
La figura 16 muestra la imagen de microscopía electrónica de barrido (SEM) de una sección transversal de TiO2 mesoporoso/K330/Espiro OMeTAD.
La figura 17(a) muestra el espectro de absorción UV-visible de la gama de perovskitas FOPbbyBr3(1-y) y la figura 17(b) muestra el espectro de fotoluminiscencia de estado estacionario de las mismas muestras.
La figura 18(a-c) proporciona diagramas esquemáticos de: (a) una celda unidad de la perovskita genérica ABX3 ; (b) la estructura de red cúbica de la perovskita (la celda unidad se muestra como un cuadrado sobrepuesto); (c) la estructura de red tetragonal de la perovskita que resulta de una distorsión de los octaedros BX6 (la celda unidad se muestra como un cuadrado superpuesto mayor y la celda unidad seudocúbica que se puede describir se muestra como un cuadrado superpuesto más pequeño).
La figura 18(d) muestra los datos de difracción de rayos X para las perovskitas FOPbbyBr3(1-y) para diversos valores de y que varían de 0 a 1. La figura 18(e) muestra una ampliación de la transición entre el pico cúbico (100) y el pico tetragonal (110), que corresponde al pico seudocúbico (100), a medida que el sistema varía de bromuro a yoduro. La figura 18(f) muestra una gráfica de la banda prohibida frente al parámetro de red seudocúbico calculado.
La figura 19(a) muestra la curva característica promedio corriente-voltaje de un lote de células solares que comprenden perovskitas FOPbbyBr3(1-y) sensibilizando óxido de titanio mesoporoso, con espiro-OMeTAD como transportador por huecos, medidas bajo luz solar simulada AM1.5. La figura 19(b) muestra la eficiencia externa cuántica (EQE, por sus siglas en inglés) normalizada para células representativas y la figura 19(c) muestra una gráfica de los parámetros de mérito del dispositivo para el lote, en función de la fracción de yodo, y, en la peroskita FOPbbyBr3(1-y).
Descripción detallada de la invención
La invención proporciona un dispositivo fotovoltaico que comprende una perovskita de aniones mezclados, en el cual la perovskita comprende dos o más aniones distintos escogidos entre aniones haluro.
Un dispositivo optoelectrónico es cualquier dispositivo capaz de convertir energía óptica en energía eléctrica o de convertir energía eléctrica en energía óptica.
El término “perovskita”, tal y como se usa en este documento, se refiere a un material con una estructura cristalina tridimensional relacionada con la del CaTiO3 o bien a un material que comprende una capa de material que tiene una estructura relacionada con la del CaTiO3. La estructura del CaTiO3 se puede representar mediante la fórmula ABX3 , donde A y B son cationes de diferentes tamaños y X es un anión. En la celdilla unidad, los cationes A están en (0, 0, 0), los cationes B están en (1/2, 1/2, 1/2) y los aniones X están en (1/2, 1/2, 0). Habitualmente, el catión A es más grande que el catión B. Las personas conocedoras notarán que cuando se varían A, B y X, los tamaños de iones diferentes pueden provocar que la estructura del material de tipo perovskita se distorsione respecto de la estructura adoptada por el CaTiO3, hacia una estructura distorsionada de simetría más baja. Asimismo, la simetría será más baja si el material comprende una capa que tiene una estructura relacionada con la del CaTiO3. Por ejemplo, la estructura de los materiales que adoptan la estructura de tipo K2NiF4 comprende una capa de material de perovskita. Son bien conocidos los materiales que comprenden una capa de material de perovskita. Las personas especializadas se darán cuenta también de que un material de tipo perovskita se podría representar mediante la fórmula [A][B][X]3 donde A es al menos un catión, B es al menos un catión y X es al menos un anión. Cuando la perovskita comprende más de un catión A, los diferentes cationes de tipo A se pueden distribuir en los sitios A de una forma ordenada o de una forma desordenada. Cuando la perovskita comprende más de un catión B, los diferentes cationes de tipo B se pueden distribuir en los sitios B de una forma ordenada o de una forma desordenada. Cuando la perovskita comprende más de un anión X, los diferentes aniones de tipo X se pueden distribuir en los sitios X de una forma ordenada o de una forma desordenada. La simetría de una perovskita que comprende más de un catión A, más de un catión B o más de un catión X, será más baja que la del CaTiO3.
Tal y como se usa en este documento, la expresión “aniones mezclados” se refiere a un compuesto que comprende al menos dos aniones diferentes.
El término “haluro” se refiere a un anión de un elemento del grupo 7, es decir, de un halógeno. Típicamente, haluro se refiere a un anión fluoruro, a un anión cloruro, a un anión bromuro, a un anión yoduro o a un anión astaturo.
El término “anión calcogenuro”, tal como se usa en este documento, se refiere a un anión de un elemento del grupo 6, es decir, de un calcógeno. Típicamente, calcogenuro se refiere a un anión óxido, a un anión sulfuro, a un anión seleniuro o a un anión telururo.
En el dispositivo fotovoltaico de la invención, la perovskita de aniones mezclados puede comprender un primer catión, un segundo catión y dichos dos o más diferentes aniones escogidos entre aniones haluro.
Como se darán cuentas las personas conocedoras de la técnica, la perovskita de aniones mezclados puede comprender cationes adicionales o aniones adicionales. Por ejemplo, la perovskita de aniones mezclados puede comprender dos, tres o cuatro cationes diferentes, o dos, tres o cuatro aniones diferentes.
En una realización, la perovskita comprende dos aniones diferentes escogidos entre aniones haluro. Los dos aniones diferentes son dos aniones haluro diferentes.
Típicamente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, el segundo catión en la perovskita de aniones mezclados es un catión metálico. Más típicamente, el segundo catión es un catión de un metal divalente. Por ejemplo, el segundo catión se puede escoger entre los siguientes: Ca2+, Sr2+, Cd2+, Cu2+, Ni2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Pd2+, Ge2+, Sn2+, Pb2+, Sn2+, Yb2+y Eu2+. Habitualmente, el segundo catión se escoge entre Sn2+y Pb2+.
En el dispositivo fotovoltaico de la invención, el primer catión en la perovskita de aniones mezclados es habitualmente un catión orgánico.
La expresión “catión orgánico” se refiere a un catión que comprende átomos de carbono. El catión puede comprender además otros elementos, por ejemplo hidrógeno, nitrógeno u oxígeno.
Usualmente, los cambios en el catión orgánico (o en los cationes orgánicos) de la perovskita tendrán un impacto en las propiedades físicas y/o estructurales de la perovskita. Controlando el catión orgánico usado, se pueden controlar las propiedades ópticas y las propiedades electrónicas del material. Este control flexible de las propiedades que presentan las perovskitas es especialmente útil para sintonizar las propiedades del dispositivo fotovoltaico que comprende dicha perovskita. Por ejemplo, cambiando el catión orgánico, se puede aumentar o disminuir la conductividad del material. Además, cambiar el catión orgánico puede alterar la estructura de bandas del material, permitiendo, de este modo, por ejemplo, el control de la banda prohibida de un material semiconductor.
Habitualmente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, el catión orgánico tiene la fórmula (Ri R2R3R4N)+, en la que: R1 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R2 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R3 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y R4 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido.
Tal y como se usa en este documento, un grupo alquilo puede ser un radical saturado sustituido o no sustituido, lineal 0 de cadena ramificada; a menudo es un radical saturado de cadena lineal, sustituido o no sustituido; con más frecuencia, un radical saturado de cadena lineal no sustituido. Un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono es un radical hidrocarbonado saturado de cadena recta o ramificada, que tiene de 1 a 20 átomos de carbono. Típicamente es un alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, por ejemplo un radical metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo o decilo, o un alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, por ejemplo un grupo metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo o hexilo, o un alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, por ejemplo, metilo, etilo, isopropilo, n-propilo, ter-butilo, s-butilo o n-butilo.
Cuando un grupo alquilo es sustituido, típicamente soporta uno o más sustituyentes escogidos entre: grupos alquilo que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, sustituidos o no sustituidos; grupos arilo (como se definen en esta memoria) sustituidos o no sustituidos; grupos ciano, amino, alquilamino (con grupo alquilo que tiene entre 1 y 10 átomos de carbono), dialquilamino (con grupos alquilo que tienen entre 1 y 10 átomos de carbono), arilamino, diarilamino, arilalquilamino, amido, acilamido, hidroxi, oxo, halo, carboxi, éster, acilo, aciloxi, alkoxi de 1 a 20 átomos de carbono, ariloxi, haloalquilo, ácido sulfónico, sulfidrilo (es decir, tiol, -SH), alquiltio (con grupo alquilo que tiene entre 1 y 10 átomos de carbono), ariltio, sulfonilo, ácido fosfórico, éster fosfato, ácido fosfónico y éster de fosfonato. Entre los ejemplos de grupos alquilo sustituidos se incluyen los grupos haloalquilo, hidroxialquilo, aminoalquilo, alcoxialquilo y alquilarilo. El término alquilarilo, como se usa en este documento, pertenece a un grupo alquilo que tiene entre 1 y 20 átomos de carbono, en el que al menos un átomo de hidrógeno ha sido sustituido por un grupo arilo. Ejemplos de tales grupos incluyen, pero sin limitarse a ellos: bencilo (fenilmetilo, PhCH2-), bencidrilo (Ph2CH-), tritilo (trifenilmetilo, Ph3C-), fenetilo (feniletilo, PIVCH2-CH2-), estirilo (Ph-CH=CH-), cinamilo (Ph-CH=CH-CH2-).
Típicamente, un grupo alquilo sustituido lleva 1, 2 o 3 sustituyentes, por ejemplo 1 o 2.
Un grupo arilo es un grupo aromático monocíclico o bicíclico, sustituido o no sustituido, que contiene, típicamente, de 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente de 6 a 10 átomos de carbono en la parte del anillo. Entre los ejemplos se incluyen los grupos fenilo, naftilo, indenilo e indanilo. Un grupo arilo es sustituido o no sustituido. Cuando un grupo arilo definido tal como se indica en el párrafo anterior está sustituido, típicamente soporta uno o más sustituyentes escogidos entre: un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono y que no está sustituido (para formar un grupo arilalquilo), un grupo arilo que no está sustituido, grupos ciano, amino, alquilamino (con grupo alquilo que tiene entre 1 y 10 átomos de carbono), dialquilamino (con grupos alquilo que tiene entre 1 y 10 átomos de carbono), arilamino, diarilamino, arilalquilamino, amido, acilamido, hidroxi, halo, carboxi, éster, acilo, aciloxi, alkoxi de 1 a 20 átomos de carbono, ariloxi, haloalquilo, sulfhidrilo (es decir, tiol, -SH), alquiltio (con grupo alquilo que tiene entre 1 y 10 átomos de carbono), ariltio, ácido sulfónico, ácido fosfórico, éster fosfato, ácido fosfónico y éster de fosfonato y sulfonilo. Típicamente, lleva 0, 1, 2 o 3 sustituyentes. Un grupo arilo sustituido puede ser sustituido en dos posiciones con un único grupo alquileno de 1 a 6 átomos de carbono, o con un grupo bidentado representado por la fórmula -X-alquileno (con 1 a 6 átomos de carbono) o -X-alquileno-X-(con 1 a 6 átomos de carbono), donde X se escoge entre O, S y NR, y donde R es H, un arilo, o un alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono. De este modo, un grupo arilo sustituido puede ser un grupo arilo fusionado con un grupo cicloalquilo o con un grupo heterociclilo. Los átomos del anillo de un grupo arilo pueden incluir uno o más heteroátomos (como en un grupo heteroarilo). Tal grupo arilo (un grupo heteroarilo) es un grupo heteroaromático mono o bicíclico, sustituido o no sustituido, que contiene, típicamente, de 6 a 10 átomos en la parte del anillo, incluyendo uno o más heteroátomos. Generalmente, es un anillo de 5 o 6 miembros, que contiene al menos un heteroátomo escogido entre O, S, N, P, Se y Si. Puede contener, por ejemplo, 1, 2 o 3 heteroátomos. Ejemplos de grupos heteroarilo son los grupos tiofenilo, piridilo, pirazinilo, piridiminilo, piridazinilo, furanilo, tienilo, pirazolidinilo, pirrolilo, oxazolilo, oxadiazolilo, isoxazolilo, tiadiazolilo, tiazolilo, isotiazolilo, imidazolilo, pirazolilo, quinolilo e isoquinolilo. Un grupo heteroarilo puede ser sustituido o no sustituido, por ejemplo, tal como se ha especificado previamente para el grupo arilo. Típicamente, lleva 0, 1, 2 o 3 sustituyentes.
Principalmente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, R1 en el catión orgánico es hidrógeno, metilo o etilo; R2 es hidrógeno, metilo o etilo; R3 es hidrógeno, metilo o etilo y R4 es hidrógeno, metilo o etilo. Por ejemplo, R1 puede ser hidrógeno o metilo, R2 puede ser hidrógeno o metilo, R3 puede ser hidrógeno o metilo y R4 puede ser hidrógeno o metilo.
De forma alternativa, el catión orgánico puede tener la fórmula (RsNH3)+, donde R5 es un hidrógeno o un grupo alquilo de 1 a 20 átomos de carbono sustituido o no sustituido. Por ejemplo, R5 puede ser metilo o etilo. Típicamente, R5 es metilo.
En algunas realizaciones, el catión orgánico tiene la fórmula (R5R6N=CH-NR7R8)+, en la que:
R5 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
R6 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
R7 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y
R8 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido.
Típicamente, R5 en el catión orgánico es hidrógeno, metilo o etilo; R6 es hidrógeno, metilo o etilo; R7 es hidrógeno, metilo o etilo y R8 es hidrógeno, metilo o etilo. Por ejemplo, R5 puede ser hidrógeno o metilo, R6 puede ser hidrógeno o metilo, R7 puede ser hidrógeno o metilo y R8 puede ser hidrógeno o metilo.
El catión orgánico puede tener, por ejemplo, la fórmula (H2N=CH-NH2)+.
En el dispositivo fotovoltaico de la invención, la perovskita es una perovskita de haluros mezclados, en la cual dichos dos o más diferentes aniones son dos o más aniones haluro diferentes. Típicamente hay dos o tres aniones haluro; más típicamente, dos aniones haluro diferentes. Habitualmente, los aniones haluro se escogen entre fluoruro, cloruro, bromuro y yoduro, por ejemplo cloruro, bromuro y yoduro.
Típicamente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, la perovskita es un compuesto de tipo perovskita de fórmula (I):
[A][B][X]3 (I)
donde:
[A] es al menos un catión orgánico;
[B] es al menos un catión metálico y
[X] representa dichos dos o más aniones diferentes escogidos entre aniones haluro.
Por ejemplo, la perovskita de fórmula (I) puede comprender uno, dos, tres o cuatro cationes metálicos diferentes, típicamente uno o dos cationes metálicos diferentes. La perovskita de fórmula (I) puede, por ejemplo, comprender uno, dos, tres o cuatro cationes orgánicos diferentes, típicamente uno o dos cationes orgánicos diferentes. La perovskita de fórmula (I) puede, por ejemplo, comprender dos, tres o cuatro aniones haluro, típicamente dos o tres aniones haluro. A menudo, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, [X] es dos aniones haluro diferentes.
Típicamente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, [B] es en la perovskita de aniones mezclados al menos un catión metálico. Más típicamente, [B] es al menos un catión metálico divalente. Por ejemplo, [B] es al menos un catión metálico divalente que se puede escoger entre los siguientes: Ca2+, Sr2+, Cd2+, Cu2+, Ni2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Pd2+, Ge2+, Sn2+, Pb2+, Sn2+, Yb2+y Eu2+. Habitualmente, [B] es al menos un catión metálico divalente que se escoge entre Sn2+y Pb2+.
Habitualmente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, [A] es al menos un catión orgánico que tiene la fórmula (R1R2R3R4N)+, en la que:
R1 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
R2 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
R3 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y
R4 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido.
Sin embargo, [A] puede ser al menos un catión orgánico que tiene la fórmula (R5R6N=CH-NR7R8)+, en la que R5 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R6 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R7 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y R8 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido.
En una realización, la perovskita es un compuesto de tipo perovskita de fórmula (IA):
AB[X]3 (IA)
donde:
A es un catión orgánico;
B es un catión metálico y
[X] representa dichos dos o más aniones diferentes escogidos entre aniones haluro.
Habitualmente, [X] representa dos o más aniones haluro diferentes. Preferentemente, [X] representa dos o tres aniones haluro diferentes. Más preferentemente, [X] representa dos aniones haluro diferentes. En otra realización, [X] representa tres aniones haluro diferentes.
Con frecuencia, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, [X] es dos aniones haluro diferentes.
Típicamente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, B es un catión metálico divalente. Por ejemplo, B es un catión metálico divalente que se puede escoger entre los siguientes: Ca2+, Sr2+, Cd2+, Cu2+, Ni2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Pd2+, Ge2+, Sn2+, Pb2+, Sn2+, Yb2+y Eu2+. Habitualmente, B es un catión metálico divalente escogido entre Sn2+y Pb2+. Habitualmente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, A es un catión orgánico que tiene la fórmula (R1R2R3R4N)+, en la que:
R1 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
R2 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
R3 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y
R4 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido.
Sin embargo, A puede ser al menos un catión orgánico que tiene la fórmula (R5R6N=CH-NR7R8)+, en la que R5 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R6 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R7 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y R8 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido.
Típicamente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, la perovskita es un compuesto de tipo perovskita de fórmula (II):
ABX3-yX'y (II)
donde:
A es un catión orgánico;
B es un catión metálico;
X es un primer anión haluro;
X' es un segundo anión haluro diferente del primer anión haluro e
y tiene un valor de 0,05 a 2,95.
Usualmente, y varía de 0,5 a 2,5, por ejemplo de 0,75 a 2,25. Típicamente, y varía de 1 a 2.
Con frecuencia, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, X y X' son dos aniones haluro diferentes.
Típicamente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, B es un catión metálico divalente. Por ejemplo, B es un catión metálico divalente que se puede escoger entre los siguientes: Ca2+, Sr2+, Cd2+, Cu2+, Ni2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Pd2+, Ge2+, Sn2+, Pb2+, Sn2+, Yb2+y Eu2+. Habitualmente, B es un catión metálico divalente que se escoge entre Sn2+y Pb2+.
Habitualmente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, A es un catión orgánico que tiene la fórmula (R1R2RaR4N)+, en la que:
R1 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 2 0 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
R2 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 2 0 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
R3 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 2 0 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y
R4 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 2 0 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido.
En algunas realizaciones del dispositivo fotovoltaico de la invención, cuando [B] es un único catión metálico, que es Pb2+, uno de dichos dos o más aniones diferentes haluro es yoduro o fluoruro; y cuando [B] es un único catión metálico, que es Sn2+, uno de dichos dos o más aniones haluro diferentes es fluoruro. Habitualmente, en algunas realizaciones del dispositivo fotovoltaico de la invención, uno de dichos dos o más aniones haluro diferentes es yoduro y otro de dichos dos o más aniones diferentes es fluoruro o cloruro. Con frecuencia, en algunas realizaciones del dispositivo fotovoltaico de la invención, uno de dichos dos o más aniones haluro diferentes es fluoruro. Típicamente, en algunas realizaciones del dispositivo fotovoltaico de la invención, o bien: (a) uno de dichos dos o más aniones diferentes es fluoruro y otro de dichos dos o más aniones diferentes es cloruro, bromuro o yoduro; o bien (b) uno de dichos dos o más aniones diferentes es yoduro y otro de dichos dos o más aniones diferentes es fluoruro o cloruro.
Habitualmente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, [X] representa dos aniones haluro diferentes X y X'. Con frecuencia, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, dicho catión metálico divalente es Sn2+. De forma alternativa, en algunas realizaciones del dispositivo fotovoltaico de la invención, dicho catión metálico divalente puede ser Pb2+.
En algunas realizaciones, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, la perovskita es un compuesto de tipo perovskita de fórmula (IIa):
ABX3zX'3(1-z)3 (IIa)
donde:
A es un catión orgánico que tiene la fórmula (R5R6N=CH-NRzR8)+, en la que R5 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R6 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R7 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y R8 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
B es un catión metálico;
X es un primer anión haluro;
X' es un segundo anión haluro diferente del primer anión haluro y
z es mayor de 0 y menor de 1.
Habitualmente, z varía de 0,05 a 0,95.
Preferentemente, z varía de 0,1 a 0,9; z puede ser, por ejemplo, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 o 0,9, o bien z puede variar en un intervalo de cualquiera de estos valores a cualquier otro de esos valores (por ejemplo, de 0,2 a 0,7, o de 0,1 a 0,8).
X y X' son dos aniones haluro diferentes. Por ejemplo, uno de dichos dos o más aniones haluro diferentes puede ser yoduro y otro de dichos dos o más aniones haluro diferentes puede ser bromuro.
Habitualmente, B es un catión metálico divalente. Por ejemplo, B puede ser un catión metálico divalente escogido entre los siguientes: Ca2+, Sr2+, Cd2+, Cu2+, Ni2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Pd2+, Ge2+, Sn2+, Pb2+, Sn2+, Yb2+y Eu2+. Habitualmente, B es un catión metálico divalente que se escoge entre Sn2+y Pb2+. Por ejemplo, B puede ser Pb2+.
El catión orgánico puede ser, por ejemplo, (R5R6N=CH-NR7Rs)+, donde R5, R6, R7 y Rs se escogen, de manera independiente, entre hidrógeno y un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, sustituido o no sustituido. Por ejemplo, el catión orgánico puede ser (H2N=CH-NH2)+.
En el dispositivo fotovoltaico de la invención, la perovskita se escoge típicamente entre: CH3NH3PBN2 , CH3NH3PbBrCl2, CH3NH3PbIBr2, CH3NH3PbICh, CH3NH3PbClBr2, CH3NH3PbhCl, CH3NH3SnBrh, CH3NH3SnBrCh, CH3NH3SnF2Br, CH3NH3SnIBr2, CH3NH3SnICh, CH3NH3SnF2l, CH3NH3SnClBr2, CH3NH3SnhCl y CH3NH3SnF2Cl. Típicamente, la perovskita se escoge entre CH3NH3PbBrl2, CH3NH3PbBrCl2, CH3NH3PbIBr2, CH3NH3PbICl2, CH3NH3PbClBr2, CH3NH3Pbl2Cl, CH3NH3SnF2Br, CH3NH3SnICl2, CH3NH3SnF2l, CH3NH3Snl2Cl y CH3NH3SnF2Cl. Más típicamente, la perovskita se escoge entre CH3NH3PbBrl2, CH3NH3PbBrCl2, CH3NH3PblBr2, CH3NH3PbICl2, CH3NH3PbClBr2, CH3NH3Pbl2Cl, CH3NH3SnF2Br, CH3NH3SnF2l y CH3NH3SnF2Cl. Habitualmente, la perovskita se escoge entre CH3NH3PbBrl2, CH3NH3PbBrCl2, CH3NH3PbIBr2, CH3NH3PbICh, CH3NH3SnF2Br y CH3NH3SnF2l.
En algunas realizaciones, la perovskita puede ser una perovskita de fórmula (H2N=CH-NH2)Pbh3zBr3(1-z), donde z es mayor de 0 y menos de 1; z puede ser como se ha definido adicionalmente antes en el texto.
El dispositivo fotovoltaico de la invención puede comprender dicha perovskita y una perovskita de anión único, donde dicha perovskita de anión único comprende un primer catión, un segundo catión y un anión escogido entre aniones haluro y aniones calcogenuro; donde el primer y el segundo cationes son tal y como se definen en este documento para dichas perovskitas de aniones mezclados. Por ejemplo, el dispositivo fotovoltaico puede comprender CH3NH3PbICl2 y CH3NH3PW3 ; CH3NH3PbICh y CH3NH3PbBr3; CH3NH3PbBrCl2 y CH3NH3PW3 o CH3NH3PbBrCh y CH3NH3PbBr3.
El dispositivo fotovoltaico puede comprender una perovskita de fórmula (H2N=CH-NH2)Pbl3zBr3(1-z), donde z es como se ha definido anteriormente y una perovskita de anión único como (H2N=CH-NH2)Pbl3 o (H2N=CH-NH2)PbBr3.
De manera alternativa, el dispositivo fotovoltaico de la invención puede comprender más de una perovskita, de forma que cada perovskita es una perovskita de aniones mezclados y de forma que dicha perovskita de aniones mezclados es como se describe en este documento. Por ejemplo, el dispositivo fotovoltaico puede comprender dos o tres de dichas perovskitas. El dispositivo fotovoltaico de la invención puede comprender, por ejemplo, dos perovskitas siendo ambas perovskitas de aniones mezclados. Por ejemplo, el dispositivo fotovoltaico puede comprender CH3NH3PbICl2 y CH3NH3PbIBr2; CH3NH3PbICh y CH3NH3PbBrfc; CH3NH3PbBrCh y CH3NH3PbIBr2 o CH3NH3PbBrCh y CH3NH3PbIBr2.
El dispositivo fotovoltaico puede comprender dos perovskitas diferentes, siendo cada perovskita de fórmula (H2N=CH-NH2)Pbl3zBr3(1-z), donde z es como se ha definido anteriormente.
Habitualmente, el dispositivo fotovoltaico de la invención es una célula solar.
En una realización, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico que comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo y, dispuesta entre el primer y el segundo electrodos,
(a) dicha perovskita.
El primer y el segundo electrodos son un ánodo y un cátodo; uno de ellos o ambos son transparentes para permitir el paso de la luz. La elección del primer y del segundo electrodos de los dispositivos fotovoltaicos de la presente invención puede depender del tipo de estructura. Típicamente, la capa tipo n se deposita sobre un ánodo de óxido de estaño, más típicamente sobre un ánodo de óxido de estaño dopado con flúor (FTO, por sus siglas en inglés), el cual es habitualmente un material transparente o semitransparente. De este modo, el primer electrodo es habitualmente transparente o semitransparente y comprende FTO. Generalmente, el espesor del primer electrodo está comprendido entre 200 nm y 600 nm, más habitualmente entre 300 y 500 nm. Por ejemplo, el espesor puede ser 400 nm. Típicamente, el FTO se deposita sobre una lámina de vidrio. Generalmente, el segundo electrodo comprende un metal que tiene una función de trabajo alta, por ejemplo oro, plata, níquel, paladio o platino, y típicamente plata. Generalmente, el espesor del segundo electrodo va de 50 nm a 250 nm, más habitualmente de 100 nm a 200 nm. Por ejemplo, el espesor del segundo electrodo puede ser 150 nm.
Tal y como se usa en este documento, el término “espesor” se refiere al espesor promedio de un componente del dispositivo fotovoltaico.
Típicamente, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico que comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo y, dispuesta entre el primer y el segundo electrodos,
(a) una película delgada que comprende dicha perovskita.
En una realización, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico que comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos,
(a) una capa de un semiconductor y
(b) dicha perovskita.
El término “semiconductor”, tal como se usa en este documento, se refiere a un material con conductividad eléctrica de magnitud intermedia entre la de un conductor y la de un aislante. El semiconductor puede ser un semiconductor intrínseco, un semiconductor de tipo n o un semiconductor de tipo p. Entre los ejemplos de semiconductores se incluyen perovskitas; óxidos de titanio, niobio, estaño, zinc, cadmio, cobre o plomo; calcogenuros de antimonio, cobre, zinc, hierro o bismuto (por ejemplo sulfuro de cobre y sulfuro de hierro); calcogenuros de estaño, zinc y cobre, por ejemplo, sulfuros de estaño, zinc y cobre como Cu2ZnSnS4 (CZTS por sus siglas en inglés) y sulfuro-seleniuros de cobre zinc y estaño como Cu2ZnSn(S1-xSex)4 (CZTSSe por sus siglas en inglés); calcogenuros de cobre e indio como seleniuro de indio y cobre (CIS por sus siglas en inglés); calcogenuros de galio, indio y cobre, como los seleniuros de galio, indio y cobre (CuIn1-xGaxSe2) (CIGS por sus siglas en inglés) y diseleniuro de galio, indio y cobre. Otros ejemplos son los semiconductores de compuestos del grupo IV (por ejemplo, carburo de silicio); semiconductores de elementos de los grupos III-V (por ejemplo arseniuro de galio); semiconductores de elementos de los grupos II-VI (por ejemplo, seleniuro de cadmio); semiconductores de elementos de los grupos I-VII (por ejemplo, cloruro cuproso); semiconductores de elementos de los grupos IV-VI ( por ejemplo, seleniuro de plomo); semiconductores de elementos de los grupos V-VI (por ejemplo, telururo de bismuto) y semiconductores de elementos de los grupos II-V (por ejemplo, arseniuro de cadmio); semiconductores ternarios o cuaternarios (por ejemplo seleniuro de indio y cobre, diseleniuro de galio, indio y cobre, sulfuro de estaño, zinc y cobre o seleniuro sulfuro de estaño, zinc y cobre (CZTSSe).
Generalmente, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico que comprende: un primer electrodo, un segundo electrodo y dispuestas entre el primer y el segundo electrodos: (a) una capa de tipo n y (b) dicha perovskita.
Tal y como se usa en este documento, el término “capa de tipo n” se refiere a una capa que comprende un material de transporte de electrones de tipo n.
De manera alternativa, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico que comprende: un primer electrodo, un segundo electrodo y dispuestas entre el primer y el segundo electrodos: (a) una capa de tipo p y (b) dicha perovskita.
Tal y como se usa en este documento, el término “capa de tipo p” se refiere a una capa que comprende un material de transporte de electrones de tipo p, o transporte por huecos.
En una realización, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico que comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos,
(a) una capa de tipo n,
(b) dicha perovskita y
(c) una capa de tipo p.
La perovskita es, típicamente, un material sensibilizador.
El término “sensibilizador”, tal como se usa en este documento, se refiere a un material que es capaz de llevar a cabo la generación de carga fotoinducida, la fotoemisión o la electroemisión.
Con frecuencia, el sensibilizador también es capaz de transportar carga (huecos o electrones). Por ejemplo, cuando el sensibilizador es dicha perovskita, el sensibilizador es también capaz de transportar carga.
Generalmente, la capa de tipo n comprende un semiconductor de tipo óxido metálico y la capa de tipo p comprende un material de transporte de huecos. El semiconductor de tipo óxido metálico y el material de transporte de huecos son como se define en este documento.
De manera alternativa, la capa de tipo p comprende un semiconductor de tipo óxido metálico y la capa de tipo n comprende un material de transporte de electrones. Por ejemplo, el semiconductor de tipo óxido metálico puede comprender un óxido de níquel, de molibdeno, de cobre o de vanadio, o una mezcla de ellos. Con frecuencia, el material de transporte de electrones comprende un fulereno o perileno, o derivados de ellos, poli{[N,N0-bis(2-octildodecil)naftaleno-1,4,5,8-bis(dicarboximida)-2,6-diil]alt-5,50-(2,20-bitiofeno)} (P(NDI2OD-T2)) o un electrolito. En una realización, el dispositivo fotovoltaico puede ser un dispositivo de película delgada. Generalmente, la capa de tipo n comprenderá un óxido metálico, un sulfuro metálico, un seleniuro metálico o un telururo metálico. Con frecuencia, el óxido metálico será un óxido de titanio, estaño, zinc, niobio, tántalo, wolframio, indio, galio, neodimio, paladio o cadmio, o una mezcla de ellos. Por ejemplo, la capa de tipo n puede comprender TiO2 , SnO2 , ZnO, Nb2O5, Ta2O5, WO3 , W2O5 , In2O3, Ga2O3, Nd2O3, PbO o CdO. Con frecuencia, el óxido metálico es T O 2. Típicamente, el sulfuro será un sulfuro de cadmio, estaño, cobre, zinc o una mezcla de ellos. Por ejemplo, puede ser FeS2 , CdS o Cu2ZnSnS4. Generalmente, el seleniuro será un seleniuro de cadmio, zinc, indio o galio o una mezcla de ellos. Por ejemplo el seleniuro puede ser Cu(In,Ga)Se2. Típicamente, el telururo es un telururo de cadmio, zinc o estaño. Por ejemplo, el telururo puede ser CdTe.
El dispositivo fotovoltaico puede comprender una unión túnel. Por ejemplo, el dispositivo puede ser una célula solar multiunión o una célula tándem.
En una realización, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico que comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos,
(a) una capa porosa de un semiconductor y
(b) un material sensibilizador que comprende dicha perovskita.
Típicamente, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico que comprende: un primer electrodo; un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos, (a) una capa porosa de un semiconductor, (b) un material sensibilizador que comprende dicha perovskita y (c) un material de transporte de carga. El dispositivo fotovoltaico de la invención puede ser, por ejemplo, un dispositivo fotovoltaico que comprende: un primer electrodo;
un segundo electrodo y, dispuestos entre el primer y el segundo electrodos,
(a) una capa porosa de un semiconductor, que es una capa porosa de un semiconductor de tipo p;
(b) un material sensibilizador que comprende dicha perovskita y
(c) un material de transporte de carga, que es un material de transporte de electrones.
Generalmente, cuando la capa porosa de semiconductor es una capa porosa de tipo p, la capa porosa comprende un óxido de níquel, de vanadio, de cobre o de molibdeno. Por ejemplo, la capa porosa puede comprender NiO, V2O5 , MoO3 o CuO.
Típicamente, la capa porosa de un semiconductor de tipo p está en contacto con una capa compacta de un semiconductor de tipo p. Por ejemplo, la capa compacta de un semiconductor de tipo p puede comprender óxido de níquel, vanadio, cobre o molibdeno. Generalmente, la capa compacta de un semiconductor de tipo p comprende NiO, V2O5 , MoO; o CuO.
Con frecuencia, cuando el material de transporte de carga es un material de transporte de electrones, el material de transporte de carga comprende un fulereno o perileno, o derivados de ellos, o P(NDI2OD-T2). Por ejemplo el material de transporte de carga puede ser P(NDI2OD-T2).
De forma alternativa, el dispositivo fotovoltaico de la invención puede ser un dispositivo fotovoltaico que comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo y, dispuestos entre el primer y el segundo electrodos,
(a) una capa porosa de un semiconductor, que es una capa porosa de un semiconductor de tipo n;
(b) un material sensibilizador que comprende dicha perovskita y
(c) un material de transporte de carga, que es un material de transporte de huecos.
Típicamente, cuando la capa porosa de semiconductor es una capa porosa de un semiconductor de tipo n, la capa porosa de semiconductor de tipo n comprende: un óxido de titanio, de estaño, zinc, niobio, tántalo, wolframio, indio, galio, neodimio, paladio o cadmio, o una mezcla de ellos. Por ejemplo, la capa porosa del semiconductor puede comprender TiO2 , SnO2 , ZnO, Nb2O5, Ta2O5, WO3 , W2O5 , In2O3, Ga2O3, Nd2O3, PbO o CdO. Con frecuencia, la capa porosa de semiconductor de tipo n comprende un óxido mesoporoso de titanio, de estaño, zinc, niobio, tántalo, wolframio, indio, galio, neodimio, paladio o cadmio, o una mezcla de ellos.
El término “mesoporoso”, tal y como se usa en este documento, significa que los poros de la capa porosa son microscópicos y tienen un tamaño que se mide útilmente en nanómetros (nm). El tamaño de poro medio de los poros dentro de una estructura “mesoporosa” puede estar, por ejemplo, en cualquier parte del intervalo de 1 nm a 100 nm, o por ejemplo de 2 a 50 nm. Los poros individualmente considerados pueden tener tamaños diferentes y cualquier forma. La expresión “tamaño de poro”, tal como se usa en este documento, define el tamaño de los poros. Para poros esféricos, el tamaño de poro es igual al diámetro de la esfera. Para poros que no son esféricos, el tamaño de poro es igual al diámetro de una esfera cuyo volumen es igual al volumen del poro no esférico. Esta definición de tamaño de poro se aplica a los poros dentro de dicho cristal individual mesoporoso y a los poros dentro de dicha plantilla porosa.
Generalmente, cuando la capa porosa del semiconductor es una capa porosa de un semiconductor de tipo n, la capa porosa del semiconductor comprende TiO2. Más habitualmente, la capa porosa comprende T O 2 mesoporoso.
Con frecuencia, la capa porosa del semiconductor de tipo n está en contacto con una capa compacta de un semiconductor de tipo n. Generalmente, la capa compacta de semiconductor de tipo n comprende óxido de titanio, de estaño, zinc, niobio, tántalo, wolframio, indio, galio, neodimio, paladio o cadmio, o una mezcla de ellos. Típicamente, la capa compacta de semiconductor de tipo n comprende T O 2. Generalmente, la capa compacta de semiconductor de tipo n tiene un espesor comprendido entre 50 nm y 200 nm; típicamente, el espesor es de aproximadamente 100 nm.
Cuando el material transportador de carga es un material que transporta huecos, el material que transporta huecos en el dispositivo fotovoltaico de la invención puede ser cualquier material semiconductor transportador de carga por huecos de tipo p adecuado. Típicamente, el material de transporte por huecos es un conductor por huecos de base polimérica o molecular pequeño.
Típicamente, cuando el material que transporta la carga es un material que transporta huecos, el material de transporte de carga es un material de transporte de huecos de estado sólido o un electrolito líquido.
Con frecuencia, cuando el material de transporte de carga es un material de transporte por huecos, el material de transporte de carga es un transportador de huecos molecular o polimérico. Típicamente, el material de transporte de huecos comprende espiro-OMeTAD (2,2',7,7'-tetrakis-(N,N-di-p-metoxifenilamina)9,9'-espirobifluoreno)), P3HT (poli(3-hexiltiofeno)), PCPDTBT (poli[2,1,3-benzotiadiazol-4,7-diil[4,4-bis(2-etilhexil)-4H-ciclopenta[2,1-b:3,4-b']ditiofeno-2,6-diilo]]), PVK (poli(N-vinilcarbazol)), HTM-TFSI (1-hexil-3-metilimidazolio bis(trifluorometilsulfonil)imida), Li-TFSI (bis(trifluorometanosulfonil)imida de litio) o tBP(ter-butilpiridina). Generalmente, el material de trasporte por huecos se escoge entre espiro-OMeTAD, P3HT, PCPDTBT y PVK. Preferiblemente, el material de transporte por huecos es espiro-OMeTAD.
Cuando el material de transporte de carga es un material de transporte por huecos, el material de transporte de carga puede ser, por ejemplo, un transportador por huecos molecular, o un polímero o copolímeros. Con frecuencia, el material que transporta la carga es un material de transporte de carga molecular, un polímero o un copolímero que comprende uno o más de los siguientes grupos funcionales: tiofenilo, fenelenilo, ditiazolilo, benzotiazolilo, dicetopirrolopirrolilo, etoxiditiofenilo, amino, trifenilamino, carbozolilo, etilen-dioxitiofenilo, dioxitiofenilo o fluorenilo.
De manera alternativa, cuando el material de transporte de carga es un material de transporte por huecos, el material de transporte de carga puede ser un transportador por huecos inorgánico, por ejemplo, CuI, CuBr, CuSCN, CU2O, CuO o CIS.
En una realización, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, la capa porosa de semiconductor tienen un espesor comprendido entre 50 nm y 3 |jm; por ejemplo el espesor puede ser de 100 nm a 2 |jm. Con frecuencia, la capa porosa de semiconductor de tipo n tiene un espesor de 0,6 jim.
Típicamente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, la distancia entre el segundo electrodo y la capa porosa de semiconductor de tipo n es de 50 nm a 400 nm; más típicamente, de 150 nm a 250 nm. Con frecuencia, la distancia entre el segundo electrodo y la capa porosa de semiconductor de tipo n es de alrededor de 200 nm.
Con frecuencia, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico en el que la eficiencia de conversión de energía AM1.5G 100 mWcm-2 es igual o mayor de 7,3 %. Típicamente, la eficiencia de conversión de energía AM1.5G 100 mWcm-2 del dispositivo es igual o mayor de 11,5 %.
Típicamente, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico en el que la fotocorriente es igual a o mayor de 15 mAcm-2. Más típicamente, el dispositivo fotovoltaico de la invención es un dispositivo fotovoltaico en el que la fotocorriente es igual a o mayor de 20 mAcm-2.
Generalmente, en el dispositivo fotovoltaico de la invención, la perovskita no se descompone cuando se expone al oxígeno o a la humedad durante un período de tiempo igual a o mayor de 10 minutos. Típicamente, la perovskita no se descompone cuando se expone al oxígeno o a la humedad durante un período de tiempo igual a o mayor de 24 horas.
El dispositivo fotovoltaico de la invención puede comprender además nanopartículas metálicas encapsuladas. Por ejemplo, el dispositivo fotovoltaico de la invención puede comprender además nanopartículas metálicas encapsuladas dispuestas entre el primer y el segundo electrodo.
Las perovskitas de aniones mezclados usadas en los dispositivos de la invención, es decir, las perovskitas que comprenden dos o más aniones diferentes escogidos entre aniones haluro, se pueden producir mediante un proceso que comprende mezclar:
(a) un primer compuesto que comprende (i) un primer catión y (ii) un primer anión; con
(b) un segundo compuesto que comprende (i) un segundo catión y (ii) un segundo anión,
en los cuales:
el primer y el segundo cationes son como los definidos en este documento; y
el primer y el segundo aniones son aniones diferentes escogidos entre aniones haluro.
Alternativamente, el proceso puede comprender: (1) tratar: (a) un primer compuesto que comprende (i) un primer catión y (ii) un primer anión; con (b) un segundo compuesto que comprende (i) un segundo catión y (ii) un primer anión, para producir un primer producto, de tal modo que: el primer y el segundo cationes son como se definen en este documento; y el primer anión se escoge entre aniones haluro; y (2) tratar (a) un primer compuesto que comprende (i) un primer catión y (ii) un segundo anión con (b) un segundo compuesto que comprende (i) un segundo catión y (ii) un segundo anión, para producir un segundo producto en el que: el primer y el segundo cationes son tal como se define en este documento y el segundo anión se escoge entre aniones haluro. Típicamente, el primer y el segundo aniones son aniones diferentes escogidos entre aniones haluro. Generalmente el procedimiento comprende además tratar una primera cantidad del primer producto con una segunda cantidad del segundo producto, donde las cantidades primera y segunda pueden ser iguales o diferentes.
La perovskita de aniones mezclados producida mediante el procedimiento puede comprender cationes adicionales o aniones adicionales. Por ejemplo, la perovskita de aniones mezclados puede comprender dos, tres o cuatro cationes diferentes, o dos, tres o cuatro aniones diferentes. El procedimiento para producir la perovskita de aniones mezclados puede comprender, por lo tanto, mezclar otros compuestos que comprenden un catión adicional o un anión adicional. De manera adicional o alternativa, el procedimiento para producir la perovskita de aniones mezclados puede comprender mezclar (a) y (b) con: (c) un tercer compuesto que comprende (i) el primer catión y (ii) el segundo anión; o (d) un cuarto compuesto que comprende (i) el segundo catión y (ii) el primer anión.
Típicamente, en el procedimiento de producción de la perovskita de aniones mezclados, el segundo catión en la perovskita de aniones mezclados es un catión metálico. Más típicamente, el segundo catión es un catión metálico divalente. por ejemplo, el primer catión se puede escoger entre Ca2+, Sr2+, Cd2+, Cu2+, Ni2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Pd2+, Ge2+, Sn2+, Pb2+, Sn2+, Y2+ y Eu2+. Generalmente, el segundo catión se escoge entre Sn2+ y Pb2+.
Con frecuencia, en el procedimiento de producción de la perovskita de aniones mezclados, el primer catión en la perovskita de aniones mezclados es un catión orgánico.
Generalmente, el catión orgánico tiene la fórmula (R-iR2R3R4N)+, en la cual:
R1 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
R2 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
R3 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y
R4 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido.
Principalmente, en el catión orgánico, R1 es hidrógeno, metilo o etilo, R2 es hidrógeno, metilo o etilo, R3 es hidrógeno, metilo o etilo y R4 es hidrógeno, metilo o etilo. Por ejemplo, R1 puede ser hidrógeno o metilo, R2 puede ser hidrógeno o metilo, R3 puede ser hidrógeno o metilo y R4 puede ser hidrógeno o metilo.
De manera alternativa, el catión orgánico puede tener la fórmula (RsNH3)+ en la cual R5 es hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido. Por ejemplo, R5 puede ser metilo o etilo. Típicamente R5 es un grupo metilo.
En otra realización, el catión orgánico tiene la fórmula (R5R6N=CH-NR7R8)+, en la que: R5 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R6 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R7 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y R8 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido. El catión orgánico puede ser, por ejemplo, (R5R6N=CH-NR7R8)+, en donde R5 , R6, R7 y R8 se escogen, de manera independiente, entre átomos de hidrógeno, grupos alquilo de 1 a 20 átomos de carbono, sustituidos o no sustituidos o grupos arilo sustituidos o no sustituidos. Por ejemplo, el catión orgánico puede ser (H2N=CH-NH2)+.
En el procedimiento para producir la perovskita de aniones mezclados, la perovskita es una perovskita de haluros mezclados, en la que dichos dos o más diferentes aniones son dos o más aniones diferentes haluro.
Típicamente, en el procedimiento de producción de la perovskita de aniones mezclados, la perovskita es un compuesto de tipo perovskita de fórmula (I):
[A][B][X]3 (I)
donde:
[A] es al menos un catión orgánico;
[B] es al menos un catión metálico y
[X] representa dichos dos o más aniones haluro diferentes; y
el procedimiento comprende mezclar:
(a) un primer compuesto que comprende (i) un catión metálico y (ii) un primer anión; con
(b) un segundo compuesto que comprende (i) un catión orgánico y (ii) un segundo anión;
de tal forma que:
el primer y el segundo aniones son aniones diferentes escogidos entre aniones haluro.
La perovskita de fórmula (I) puede comprender, por ejemplo, uno, dos, tres o cuatro cationes metálicos diferentes, típicamente uno o dos cationes metálicos diferentes. La perovskita de fórmula (I) puede comprender, por ejemplo, uno, dos, tres o cuatro cationes orgánicos diferentes, típicamente uno o dos cationes orgánicos diferentes. La perovskita de fórmula (I) puede comprender, por ejemplo, dos, tres o cuatro aniones diferentes, típicamente dos o tres aniones diferentes. En consecuencia, el procedimiento puede comprender mezclar otros compuestos que comprenden un catión y un anión.
Típicamente, [X] representa dos o más aniones haluro diferentes. El primer y el segundo aniones son, en consecuencia, aniones haluro. De forma alternativa, [X] puede representar tres aniones haluro diferentes. Así, el procedimiento puede comprender mezclar un tercer compuesto con los compuestos primero y segundo, de forma que el tercer compuesto comprende (i) un catión y (ii) un tercer anión haluro, siendo el tercer anión un anión haluro diferente de los aniones haluro primero y segundo.
Con frecuencia, en el procedimiento de producción de la perovskita de aniones mezclados, la perovskita es un compuesto de tipo perovskita de fórmula (IA):
AB[X]3 (I A)
donde:
A es un catión orgánico;
B es un catión metálico y
[X] representa dichos dos o más aniones haluro diferentes.
El procedimiento comprende mezclar:
(a) un primer compuesto que comprende (i) un catión metálico y (ii) un primer anión haluro; con
(b) un segundo compuesto que comprende (i) un catión orgánico y (ii) un segundo anión haluro;
de tal forma que:
el primer y el segundo aniones haluro son aniones haluro diferentes.
Generalmente, [X] representa dos o más aniones haluro diferentes. Preferentemente, [X] representa dos o tres aniones haluro diferentes. Más preferentemente, [X] representa dos aniones haluro diferentes. En otra realización, [X] representa tres aniones haluro diferentes.
Típicamente, en el procedimiento de producción de la perovskita de aniones mezclados, la perovskita es un compuesto de tipo perovskita de fórmula (II):
ABX3-yX'y (II)
en la cual:
A es un catión orgánico;
B es un catión metálico;
X es un primer anión haluro;
X' es un segundo anión haluro diferente del primer anión haluro e
y tiene un valor de 0,05 a 2,95; y
el procedimiento comprende mezclar:
(a) un primer compuesto que comprende (i) un catión metálico y (ii) X; con
(b) un segundo compuesto que comprende (i) un catión orgánico y (ii) X';
donde X' es distinto de X; y
donde la proporción de X a X' en la mezcla es igual a (3-y):y.
Con el fin de alcanzar dicha proporción de X a X' igual a (3-y):y, el procedimiento puede comprender mezclar un compuesto adicional con el primer y el segundo compuestos. Por ejemplo, el procedimiento puede comprender mezclar un tercer compuesto con los compuestos primero y segundo, de forma que el tercer compuesto comprende (i) el catión metálico y (ii) X'. Alternativamente, el procedimiento puede comprender mezclar un tercer compuesto con el primer y el segundo compuestos, de forma que el tercer compuesto comprende (i) el catión orgánico y (ii) X.
Generalmente, y tiene un valor de 0,5 a 2,5, por ejemplo de 0,75 a 2,25. Típicamente y varía de 1 a 2.
Típicamente, en el procedimiento de producción de la perovskita de aniones mezclados, el primer compuesto es BX2 y el segundo compuesto es AX'.
Con frecuencia, el segundo compuesto se produce haciendo reaccionar un compuesto de fórmula (R5NH2) donde R5 es hidrógeno, o un grupo alquilo, sustituido o no sustituido, que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, con un compuesto de fórmula HX'. Típicamente, R5 puede ser metilo o etilo; con frecuencia R5 es un grupo metilo.
Generalmente, el compuesto de fórmula (R5NH2) y el compuesto de fórmula HX' se hacen reaccionar en una proporción molar 1:1. Con frecuencia, la reacción tiene lugar bajo atmósfera de nitrógeno y generalmente en etanol anhidro. Típicamente, el etanol anhidro es de aproximadamente 200 proof (100 % de pureza). Más típicamente, se hacen reaccionar de 15 a 30 ml del compuesto de fórmula (R5NH2) con aproximadamente 15 a 15 ml de HX', generalmente en atmósfera de nitrógeno en una cantidad de 50 a 150 ml de etanol anhidro. El procedimiento puede comprender también una etapa de recuperación de dicha perovskita de aniones mezclados. Un evaporador rotativo se usa con frecuencia para extraer el producto AX' cristalino.
Generalmente, la etapa de mezcla de los compuestos primero y segundo es una etapa de disolución de los compuestos primero y segundo en un disolvente. Los compuestos primero y segundo se pueden disolver en una proporción de 1:20 a 20:1, típicamente en una proporción de 1:1. Típicamente el disolvente es dimetilformamida (DMF) o agua. Cuando el catión metálico es Pb2+, entonces el disolvente es generalmente dimetilformamida. Cuando el catión metálico es Sn2+, entonces el disolvente es generalmente agua. El uso de DMF o agua como disolventes es ventajoso, ya que estos disolventes no son muy volátiles.
A menudo, en el procedimiento de producción de la perovskita de aniones mezclados, [B] es un único catión metálico, que es Pb2+, y uno de dichos dos o más aniones haluro diferentes es yoduro o fluoruro; y cuando [B] es un único catión metálico, que es Sn2+, entonces uno de dichos dos o más aniones haluro es fluoruro.
Típicamente, en el procedimiento para producir la perovskita de aniones mezclados X o X' es yoduro. De forma alternativa, X o X' es fluoruro.
Con frecuencia, en el procedimiento para producir la perovskita de aniones mezclados, la perovskita se escoge entre: CHaNHaPbBrb, CHaNHaPbBrCb, CHaNHaPbIBr2 , CHaNHaPbICb, CHaNHaPbClBr2 , CHaNHaPbbCl, CHaNHaSnBrb, CHaNHaSnBrCb, CH3NH3SnF2Br, CHaNHaSnIBr2 , CHaNHaSnICb, CH3NH3SnF2 I, CH3NH3SnClBr2 , CHaNHaSnbCl y CH3NH3SnF2Cl. Típicamente, la perovskita se escoge entre CHaNHaPbBrb, CHaNHaPbBrCb, CHaNHaPbIBr2 , CHaNHaPbICb, CHaNHaPbClBr2 , CHaNHaPbbCl, CHaNHaSnF2Br, CHaNHaSnICb, CHaNHaSnF2 l, CHaNHaSnbCl y CH3NHaSnF2Cl. Más típicamente, la perovskita se escoge entre CHaNHaPbBrb, CHaNHaPbBrCb, CHaNHaPbIBr2 , CHaNHaPbICb, CHaNHaPbClBr2 , CHaNHaPbbCl, CHaNHaSnF2Br, CHaNHaSnF2 l y CHaNHaSnF2Cl. Habitualmente, la perovskita se escoge entre CHaNHaPbBrb, CHaNHaPbBrCb, CHaNHaPbIBr2 , CHaNHaPbICb, CHaNHaSnF2Br y CHaNHaSnF2 l.
En algunas realizaciones, en el procedimiento de producción de la perovskita de aniones mezclados, la perovskita es un compuesto de tipo perovskita de fórmula (IIa):
ABXazX'a(1-z) (IIa)
en la cual:
A es un catión orgánico que tiene la fórmula (R5R6N=CH-NR7R8)+, en la que: (i) R5 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; (ii) R6 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; (iii) R7 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y (iv) R8 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
B es un catión metálico escogido entre Sn2+ y Pb2+;
X es un primer anión haluro;
X' es un segundo anión haluro diferente del primer anión haluro y
z es mayor de 0 y menor de 1;
y el procedimiento comprende:
(1) tratar: (a) un primer compuesto que comprende (i) el catión metálico y (ii) X, con (b) un segundo compuesto que comprende (i) el catión orgánico y (ii) X para producir un primer producto;
(2) tratar: (a) un primer compuesto que comprende (i) el catión metálico y (ii) X', con (b) un segundo compuesto que comprende (i) el catión orgánico y (ii) X' para producir un segundo producto; y
(3) tratar una primera cantidad del primer producto con una segunda cantidad del segundo producto, de tal forma que la primera y la segunda cantidades pueden ser iguales o diferentes.
Generalmente z vale de 0,05 a 0,95. z puede ser como se define adicionalmente previamente en este documento. En el procedimiento para producir una perovskita de aniones mezclados, la perovskita puede, por ejemplo, tener la fórmula (H2N=CH-NH2)PbbzBr3(1-z), donde z es como se ha definido previamente.
Generalmente, en el procedimiento de producción de un dispositivo fotovoltaico, el dispositivo es una célula solar. El procedimiento para producir un dispositivo fotovoltaico, donde el dispositivo fotovoltaico comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo; y, dispuesta entre el primer y el segundo electrodos:
(a) dicha perovskita,
es generalmente un procedimiento que comprende:
(i) proporcionar un primer electrodo;
(ii) depositar dicha perovskita y
(iii) proporcionar un segundo electrodo.
Como las personas conocedoras de la técnica apreciarán, el procedimiento para producir un dispositivo fotovoltaico variará dependiendo del dispositivo fotovoltaico que se esté fabricando y, en particular, dependiendo de los diferentes componentes del dispositivo. El procedimiento que se trata y ejemplifica a continuación es un procedimiento para producir un dispositivo fotovoltaico que comprende: un primer electrodo; un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos: (a) una capa de tipo n; (b) dicha perovskita y (c) una capa de tipo p. Sin embargo, como notarán las personas conocedoras de la técnica, el mismo procedimiento se puede usar para producir otros dispositivos de la invención que tienen diferentes componentes y diferentes estructuras de capas. Estos incluyen, por ejemplo, dispositivos fotovoltaicos de la invención que comprenden: un primer electrodo; un segundo electrodo y, dispuesta entre el primer y el segundo electrodos, (a) una película delgada que comprende dicha perovskita. Asimismo, el procedimiento descrito en este documento se puede usar para producir dispositivos fotovoltaicos que comprenden: un primer electrodo; un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos, (a) una capa de un semiconductor y (b) dicha perovskita; o dispositivos fotovoltaicos que comprenden: un primer electrodo; un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos, (a) una capa de tipo n y (b) dicha perovskita; o dispositivos fotovoltaicos que comprenden: un primer electrodo; un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos, (a) una capa de tipo p y (b) dicha perovskita.
El procedimiento para producir un dispositivo fotovoltaico donde el dispositivo fotovoltaico comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo; y, dispuesta entre el primer y el segundo electrodos:
(a) una capa de tipo n;
(b) dicha perovskita; y
(c) una capa de tipo p
es generalmente un procedimiento que comprende:
(i) proporcionar un primer electrodo;
(ii) depositar una capa de un material de tipo n;
(iii) depositar dicha perovskita;
(iv) depositar una capa de un material de tipo p; y
(v) proporcionar un segundo electrodo.
El primer y el segundo electrodo son un ánodo y un cátodo, uno de los cuales es transparente para permitir el paso de la luz. La elección del primer y del segundo electrodos de los dispositivos fotovoltaicos puede depender del tipo de estructura. Típicamente, la capa de tipo n se deposita sobre ánodo de un óxido de estaño, más típicamente sobre un ánodo de un óxido de estaño dopado con flúor (FTO, por sus siglas en inglés), el cual es generalmente un material transparente o semitransparente. De este modo, el primer electrodo es generalmente transparente o semitransparente y comprende típicamente FTO. Generalmente, el espesor del primer electrodo está comprendido entre 200 nm y 600 nm; más generalmente, de 300 a 500 nm. Por ejemplo, el espesor puede ser de 400 nm. Típicamente, el FTO se deposita sobre una lámina de vidrio. A menudo, las láminas de vidrio recubiertas con FTO se graban químicamente con polvo de zinc y un ácido para producir el patrón de electrodo que se requiere. Generalmente, el ácido es HCl. Con frecuencia, la concentración de HCl es aproximadamente 2 molar. Típicamente, las láminas se limpian y luego generalmente se tratan con plasma de oxígeno para eliminar cualquier residuo orgánico. Generalmente, el tratamiento bajo plasma de oxígeno dura 1 hora o menos, típicamente unos 5 minutos.
Generalmente, el segundo electrodo comprende un metal con una función de trabajo alta, por ejemplo oro, plata, níquel, paladio o platino y, típicamente, plata. Generalmente, el espesor del segundo electrodo es de 50 nm a 250 nm, más generalmente de 100 nm a 200 nm. Por ejemplo, el espesor del segundo electrodo puede ser 150 nm.
Generalmente, la capa de tipo n comprende un semiconductor de tipo óxido metálico y la capa de tipo p comprende un material de transporte por huecos. El semiconductor de tipo óxido metálico y el material de transporte por huecos son como se define en este documento.
De forma alternativa, la capa de tipo p comprende un semiconductor de tipo óxido metálico y la capa de tipo n comprende un material de transporte de electrones. Por ejemplo, el semiconductor de tipo óxido metálico puede comprender un óxido de níquel, molibdeno, cobre o vanadio, o una mezcla de ellos. A menudo, el material de transporte de electrones comprende un fulereno o un perileno, o derivados suyos, o P(NDI2OD-T2). Por ejemplo, el material de transporte de electrones puede ser P(NDI2OD-T2).
En una realización, el dispositivo fotovoltaico puede ser un dispositivo de película delgada. Generalmente, la capa de tipo n comprenderá un óxido, sulfuro, seleniuro o telururo metálico. Con frecuencia, el óxido metálico será un óxido de titano, estaño, zinc, niobio, tántalo, wolframio, indio, galio, neodimio, paladio o cadmio o una mezcla de ellos. Por ejemplo, la capa de tipo n puede comprender TiO2, SnO2, ZnO, Nb2O5, Ta2O5, WO3 , W2O5 , In2O3, Ga2O3, Nd2O3, PbO o CdO. Con frecuencia, el óxido metálico es TiO2. Típicamente, el sulfuro será un sulfuro de cadmio, estaño, cobre, zinc o una mezcla de ellos. Por ejemplo, el sulfuro puede ser FeS2 , CdS o Cu2ZnSnS4. Generalmente, el seleniuro será un seleniuro de cadmio, zinc, indio o galio o una mezcla suya. Por ejemplo, el seleniuro puede ser Cu(In,Ga)Se2. Típicamente, el telururo es un telururo de cadmio, zinc o estaño. Por ejemplo, el telururo puede ser CdTe.
El dispositivo fotovoltaico puede comprender una unión túnel. Por ejemplo, el dispositivo fotovoltaico puede ser una célula solar multiunión o célula tándem.
En una realización del procedimiento para producir el dispositivo fotovoltaico, el dispositivo comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo; y, dispuestos entre el primer y el segundo electrodos:
(a) una capa porosa de un semiconductor;
(b) un material sensibilizador que comprende dicha perovskita; y
(c) un material de transporte de carga; y
el procedimiento comprende:
(i) proporcionar un primer electrodo;
(ii) depositar una capa porosa de un semiconductor;
(iii) depositar un sensibilizador que comprende dicha perovskita;
(iv) depositar un material de transporte de carga; y
(v) proporcionar un segundo electrodo.
Generalmente, la capa porosa de semiconductor comprende un óxido de titanio, aluminio, estaño, zinc o magnesio. La capa porosa puede comprender una mezcla de óxidos de titanio, aluminio, estaño, zinc o magnesio. Típicamente, la capa porosa comprende un óxido de titanio, estaño, zinc, niobio, tántalo, wolframio, indio, galio, neodimio, paladio o cadmio o una mezcla de ellos. Por ejemplo, la capa puede comprender TiO2 , SnO2 , ZnO, Nb2O5, Ta2O5, WO3 , W2O5 , In2O3, Ga2O3, Nd2O3, PbO o CdO. Típicamente, la capa porosa de semiconductor comprende T O 2. Más típicamente, la capa porosa de semiconductor comprende TiO2 mesoporoso.
Típicamente, se usa una pasta de óxido metálico para producir la capa porosa del óxido metálico. Más típicamente, se usa una pasta de nanopartículas de T O 2. El depósito de la capa porosa de semiconductor comprende generalmente una etapa de revestimiento de la pasta o cola con una racleta, de impresión de la misma con una pantalla o de revestimiento mediante centrifugado (“spin-coating”) de la pasta. La capa porosa de semiconductor tiene generalmente un espesor de 50 nm a 3 pm; por ejemplo el espesor puede ser de 200 nm a 2 pm. Con frecuencia, el espesor de la capa puede ser 0,6 pm. Generalmente, en la etapa de deposición de la capa porosa de un semiconductor de tipo n, la capa se calienta a una primera temperatura de 400 a 600°C, típicamente a una temperatura de aproximadamente 500°C. La temperatura de la capa porosa del semiconductor se sube lentamente hasta alcanzar la primera temperatura, típicamente a lo largo de un período de tiempo de 15 a 45 minutos, típicamente sobre aproximadamente 30 minutos.
Típicamente, la etapa de depositar una capa porosa de semiconductor comprende además una etapa de tratamiento de la superficie de la capa de semiconductor. La etapa de tratamiento de la superficie se puede usar para mejorar el empaquetamiento de dicho sensibilizador de la capa de semiconductor. Como dicha capa de bloqueo se puede usar una monocapa automontada de C60. Con frecuencia, las composiciones utilizadas en la etapa de tratamiento de la superficie se pueden escoger entre C60, un cloruro metálico, un óxido metálico, un colorante y CDCA. El óxido metálico se puede escoger, por ejemplo, entre MgO, SiO2, NiO y AbO3. Con frecuencia, el cloruro metálico tiene la fórmula MY4 , donde Mes un catión metálico, típicamente Ti4+ y X es un anión haluro, típicamente cloruro. Generalmente, la capa de semiconductor se coloca en una disolución del cloruro metálico. Con frecuencia, la disolución es una disolución acuosa de TiCU con una concentración de 0,005 a 0,03 M. Más frecuentemente, la disolución es una disolución acuosa de TiCU con una concentración aproximada 0,015 M. Generalmente, la capa del semiconductor de tipo n se coloca en la disolución durante un período de tiempo de 30 minutos a 2 horas, típicamente durante aproximadamente 1 hora. Generalmente, la disolución está a una primera temperatura de 50 a 100°C, generalmente a aproximadamente 70°C. Con frecuencia, después de que la capa de semiconductor se haya colocado en una disolución de fórmula MY4 , la capa se lava, típicamente con agua desionizada. Luego se puede secar la capa de semiconductor en aire y/o se calienta hasta una segunda temperatura de al menos 500°C, típicamente hasta una segunda temperatura de 500 a 600°C. Por ejemplo, la capa de semiconductor se puede calentar hasta una segunda temperatura de aproximadamente 500°C. Se puede dejar que permanezca a la segunda temperatura la capa de semiconductor de tipo n durante un período de al menos 30 minutos. Típicamente, el tiempo de permanencia es de 30 minutos a 2 horas, generalmente de aproximadamente 45 minutos. Con frecuencia, cuando la capa de semiconductor está a la segunda temperatura, la capa se expone a un flujo de aire. Generalmente, la capa de semiconductor se enfría luego hasta una tercera temperatura comprendida entre 50 y 150°C, típicamente de 70°C. Generalmente, la capa de semiconductor se deja luego en una disolución de colorante durante un período de 5 a 24 horas, típicamente un período de aproximadamente 12 horas.
La capa de semiconductor se deposita típicamente sobre una capa compacta de semiconductor. Generalmente, la capa compacta de semiconductor comprende un óxido de titanio, estaño, zinc, niobio, tántalo, wolframio, indio, galio, neodimio, paladio o cadmio o una mezcla de ellos. Por ejemplo, la capa puede comprender TiO2 , SnO2, ZnO, Nb2O5, Ta2O5, WO3 , W2O5 , In2O3, Ga2O3, Nd2O3, PbO o CdO. Típicamente, la capa compacta de semiconductor comprende TiO2. Con frecuencia, la capa compacta se deposita sobre el primer electrodo. De este modo, generalmente, el procedimiento para producir el dispositivo fotovoltaico comprende una etapa de depositar una capa compacta de un semiconductor.
La etapa de depositar una capa compacta de semiconductor puede comprender, por ejemplo, depositar la capa compacta del semiconductor mediante deposición por pirolisis y pulverización de aerosol. Típicamente, la deposición por pirolisis y pulverización de aerosol comprende la deposición de una disolución que comprende diisopropóxido bis(acetilacetonato) de titanio, generalmente a una temperatura comprendida entre 200 y 300°C, con frecuencia a una temperatura de aproximadamente 250°C. Generalmente, la disolución comprende diisopropóxido bis(acetilacetonato) de titanio y etanol, típicamente en una proporción de 1:5 a 1:20, más típicamente en una proporción de 1:10.
Con frecuencia, la etapa de depositar una capa compacta de un semiconductor es una etapa de depositar una capa compacta del semiconductor de un espesor de 50 nm a 200 nm, típicamente un espesor de aproximadamente 100 nm.
En la etapa de depositar un sensibilizador que comprende dicha perovskita, dicha perovskita es una perovskita como las descritas en este documento. La etapa de depositar un sensibilizador que comprende dicha perovskita comprende generalmente depositar el sensibilizador sobre la capa porosa de semiconductor. Con frecuencia, la etapa de depositar un sensibilizador que comprende dicha perovskita comprende el revestimiento por centrifugado (“spin coating”) de dicha perovskita. El revestimiento por centrifugado generalmente se produce en aire, típicamente a unas velocidades de 1000 a 2000 rpm, más típicamente a una velocidad de aproximadamente 1500 rpm y/o con frecuencia durante un período de 15 a 60 segundos, normalmente durante aproximadamente 30 segundos. El sensibilizador se coloca generalmente en un disolvente antes del revestimiento por centrifugado. Generalmente el disolvente es DMF y, típicamente, el volumen de disolución usado es de 1 a 200 pl, más típicamente de 20 a 100 pl. La concentración de la disolución es, con frecuencia, de 1 a 50 % en volumen de perovskita, generalmente de 5 a 40 % en volumen. La disolución se puede extender, por ejemplo, sobre la capa porosa de semiconductor antes de dicho revestimiento por centrifugado y se puede dejar ahí durante un período de aproximadamente 5 a 50 segundos, típicamente de aproximadamente 20 segundos. Después del revestimiento por centrifugado del sensibilizador, la capa de sensibilizador que comprende dicha perovskita se coloca, típicamente, a una temperatura de 75 a 125 °C, más típicamente a una temperatura de aproximadamente 100°C. Generalmente, la capa de sensibilizador que comprende dicha perovskita se mantiene a esta temperatura durante un período de al menos 30 minutos, más generalmente un período de entre 30 y 60 minutos. Con frecuencia, la capa de sensibilizador que comprende dicha perovskita se mantiene a esta temperatura durante un período de aproximadamente 45 minutos. Típicamente, la capa de sensibilizador que comprende dicha perovskita cambiará de color, por ejemplo de amarillo pálido a marrón oscuro. El cambio de color puede ser usado como indicador de la formación de la capa sensibilizadora deseada.
Generalmente, la perovskita de dicho sensibilizador no se descompone cuando se expone al oxígeno o a la humedad durante un período de tiempo igual o mayor de 10 minutos. Típicamente, la perovskita no se descompone cuando se expone al oxígeno o a la humedad durante un período de tiempo igual o mayor de 24 horas.
A menudo, la etapa de depositar un sensibilizador que comprende dicha perovskita, puede comprender depositar dicha perovskita y una perovskita de un solo anión, de tal modo que dicha perovskita de un solo anión comprende un primer catión, un segundo catión y un anión escogido entre aniones haluro y aniones calcogenuro, donde el primer y el segundo cationes son como se define en este documento para la perovskita de aniones mezclados. Por ejemplo, el sensibilizador puede comprender: CHaNHaPbICb y CHaNHaPbla; CHaNHaPbICb y CHaNHaPbBra; CHaNHaPbBrCb y CHaNHaPbla o CHaNHaPbBrCb y CHaNHaPbBra.
De manera alternativa, la etapa de depositar un sensibilizador que comprende dicha perovskita, puede comprender depositar más de una perovskita, de forma que cada perovskita es una perovskita de aniones mezclados y de forma que dichas perovskitas de aniones mezclados son como se define en este documento. Por ejemplo, el sensibilizador puede comprender dos o tres de dichas perovskitas. El sensibilizador puede comprender dos perovskitas de tal modo que ambas sean perovskitas de aniones mezclados. Por ejemplo, el sensibilizador puede comprender CHaNHaPbICl2 y CHaNHaPbIBr? CHaNHaPbICb y CHaNHaPbBrb; CHaNHaPbBrCb y CHaNHaPbIBr2 o CHaNHaPbBrCb y CHaNHaPbIBr2.
Como otra alternativa, la etapa de depositar un sensibilizador que comprende dicha perovskita puede comprender depositar al menos una perovskita, por ejemplo, al menos una perovskita que tiene la fórmula (H2N=CH-NH2)PbIazBra(1-z).
La etapa de depositar un material de transporte de carga comprende generalmente depositar un material de transporte de carga que es un material de transporte de huecos de estado sólido o un electrolito líquido. El material de transporte de huecos en el dispositivo fotovoltaico de la invención puede ser cualquier material semiconductor, transportador de electrones o de tipo n o cualquier material semiconductor transportador de huecos o de tipo p.
Cuando el material de transporte de carga es un material de transporte de electrones, el material de transporte de carga puede comprender un fulereno o perileno, o derivados de ellos, poli{[N,NO-bis(2-octildodecil)naftaleno-1,4,5,8-bis(dicarboximida)-2,6-diil]alt-5,50-(2,20-bitiofeno)} (P(NDI2OD-T2)) o un electrolito.
Cuando el material de transporte de carga es un material de transporte de huecos, el material de transporte de huecos en el dispositivo fotovoltaico de la invención puede ser un conductor de huecos de base polimérica o molecular pequeño.
Típicamente, cuando el material de transporte de carga es un material de transporte de huecos, el material de transporte de carga es un material de transporte de huecos de estado sólido o un electrolito líquido.
Con frecuencia, cuando el material de transporte de carga es un material de transporte de huecos, el material de transporte de carga es un transportador de huecos molecular o polimérico. Típicamente, el material de transporte de carga comprende espiro-OMeTAD (2,2',7,7'-tetrakis-(N,N-di-p-metoxifenilamina)9,9'-espirobifluoreno)), PaHT (poIÍ(3-hexiltiofeno)), PCPDTBT (p o lip j^ -b e n zo tia d ia zo M J-d iip ^ -b isp -e tilh e x il^H -c ic lo p e n ta p j-b ^^-b 'p tio fe n o ^^-diilo]]), PVK (poli(N-vinilcarbazol)), HTM-TFSI (1-hexil-a-metilimidazolio bis(trifluorometilsulfonil)imida), Li-TFSI (bis(trifluorometanosulfonil)imida de litio) o tBP(ter-butilpiridina). Generalmente, el material de trasporte por huecos se escoge entre espiro-OMeTAD, PaHT, PCPDTBT y PVK. Preferiblemente, el material de transporte por huecos es espiro-OMeTAD.
Cuando el material de transporte de carga es un material que transporta huecos, el material de transporte de carga puede ser, por ejemplo, un transportador molecular de huecos o un polímero o copolímeros. Con frecuencia, el material de transporte de carga es un material molecular de transporte de huecos, un polímero o un copolímero que comprende uno o más de los siguientes grupos funcionales: tiofenilo, fenelenilo, ditiazolilo, benzotiazolilo, dicetopirrolopirrolilo, etoxiditiofenilo, amino, trifenilamino, carbozolilo, etilen-dioxitiofenilo, dioxitiofenilo o fluorenilo.
De forma alternativa, cuando el material de transporte de carga es un material de transporte por huecos, el material de transporte de carga puede ser un transportador por huecos inorgánico, por ejemplo, CuI, CuBr, CuSCN, Cu2O, CuO o CIS.
Antes de la etapa de depositar un material de transporte de carga, el material de transporte de carga se disuelve a menudo en un disolvente, típicamente clorobenceno. Generalmente, la concentración de clorobenceno es de 150 a 225 mg/ml, más generalmente la concentración es aproximadamente 180 mg/ml. Típicamente, el material de transporte de carga se disuelve en el disolvente a una temperatura comprendida entre 75 y 125 °C, más típicamente a una temperatura de aproximadamente 100°C. Generalmente el material de transporte de carga se disuelve durante un período de 25 a 60 minutos, más generalmente un período de aproximadamente 30 minutos. Se puede añadir un aditivo al material de transporte de carga. El aditivo puede ser, por ejemplo, tBP, Li-TFSi, un líquido iónico o un líquido iónico con un haluro mezclado o con varios haluros.
Generalmente, el material de transporte de carga es espiro-OMeTAD. Con frecuencia, se añade también tBP al material de transporte de carga antes de la etapa de depositar un material de transporte de carga. Por ejemplo, se puede añadir tBP en una proporción de volumen a masa comprendida entre 1:20 y 1:30 pl/mg de tBP:espiro-OMeTAD. Típicamente, se añade el tBP en una proporción de volumen a masa de tBP:espiro-OMeTAD de 1:26 pl/mg. De manera adicional o alternativa, se puede añadir Li-TFSi al material de transporte por huecos antes de la etapa de deposita un material de transporte de carga. Por ejemplo, se puede añadir Li-TFSi en una proporción de Li-TFSi:espirooMeTAD comprendida entre 1:5 y 1:20 pl/mg. Generalmente, el Li-TFSi se puede añadir en una proporción de Li-TFSi:espiro-oMeTAD de 1:12 pl/mg.
La etapa de depositar un material de transporte de carga comprende a menudo el revestimiento por centrifugado de una disolución que comprende el material de transporte de carga sobre el material sensibilizador que comprende dicha perovskita. Generalmente, antes del revestimiento por centrifugado, se deposita una pequeña cantidad de la disolución que comprende el material de transporte de carga sobre el sensibilizador que comprende dicha perovskita, La pequeña cantidad es generalmente de 5 a 100 pl, más habitualmente de 20 a 70 pl. La disolución que comprende el material de transporte de carga se deja típicamente durante un período de al menos 5 segundos, más típicamente un período de 5 a 60 segundos, antes del revestimiento por centrifugado. Por ejemplo, la disolución que comprende el material de transporte de carga se deja durante un período de aproximadamente 20 segundos antes del revestimiento por centrifugado. Generalmente, el revestimiento por centrifugado del material de transporte de carga se lleva a cabo a una velocidad angular de 500 a 3000 rpm, típicamente a aproximadamente 1500 rpm. El revestimiento por centrifugado se lleva a cabo con frecuencia durante un tiempo de 10 a 40 segundos en aire, más a menudo durante aproximadamente 25 segundos.
La etapa de producir un segundo electrodo comprende generalmente una etapa de depositar el segundo electrodo sobre el material de transporte de carga. Típicamente, el segundo electrodo es un electrodo que comprende plata. Con frecuencia, la etapa de producir un segundo electrodo comprende colocar una película que comprende el material de transporte de carga en un evaporador térmico. Generalmente, la etapa de producir un segundo electrodo comprende la deposición del segundo electrodo a través de una máscara de sombra bajo alto vacío. Típicamente, el vacío es de aproximadamente 10'6 mBar. El segundo electrodo puede ser, por ejemplo, un electrodo de un espesor comprendido entre 100 y 300 nm. Típicamente, el segundo electrodo es un electrodo que tiene un espesor a partir de 200 nm.
Típicamente, la distancia entre el segundo electrodo y la capa porosa de semiconductor es de 50 nm a 400 nm, más típicamente de 150 nm a 250 nm. Con frecuencia, la distancia entre el segundo electrodo y la capa porosa de semiconductor es de alrededor de 200 nm.
Con frecuencia, el procedimiento para producir el dispositivo fotovoltaico de la invención es un procedimiento para producir un dispositivo fotovoltaico en el que la eficiencia de conversión de energía AM1.5G 100 mWcirr2 del dispositivo fotovoltaico es igual a o mayor de 7,3 %. Típicamente, la eficiencia de conversión de energía AM1.5G 100 mWcirr2 es igual a o mayor de 11,5 %.
Típicamente, el procedimiento para producir el dispositivo fotovoltaico de la invención es un procedimiento para producir un dispositivo fotovoltaico en el que la fotocorriente del dispositivo fotovoltaico es igual a o mayor de 15 mAcirr 2 Más típicamente, la fotocorriente es igual a o mayor de 20 mAcirr2
La invención se describirá adicionalmente en los ejemplos que van a continuación.
Ejemplos
Descripción experimental:
1. Síntesis de las perovskitas de haluro organometálicas
1.1. Preparación del precursor de yoduro de metilamonio
Se hizo reaccionar una disolución al 33% en peso de metilamina (CH3NH2) en etanol absoluto (Sigma-Aldrich) con una disolución de ácido yodhídrico en agua (Sigma-Aldrich) al 57 % en peso en una proporción molar 1:1 en atmósfera de nitrógeno en etanol anhidro 200 proof (Sigma-Aldrich). Cantidades típicas usadas fueron 24 ml de metilamina, 10 ml de ácido yodhídrico y 100 ml de etanol. Se consiguió la cristalización de yoduro de metilamonio (CHNH3 I) utilizando un evaporador rotativo: se formó un precipitado de color blanco que indicaba el éxito de la cristalización.
Con el fin de modificar las propiedades de la perovskita que se obtiene, la metilamina se puede sustituir por otras aminas, como etilamina, n-butilamina, ter-butilamina, octilamina, etc. Además, el ácido yodhídrico se puede sustituir por otros ácidos para formar diferentes perovskitas, tal como ácido clorhídrico.
1.2. Preparación de la disolución de perovskita de cloruro de plomo (II) y yoduro de metilamonio (CH3NH3PbCl2I)
Se disolvieron el precipitado de yoduro de metilamonio (CHNH3 I) y cloruro de plomo (II) (Sigma-Aldrich) en dimetilformamida (C3H7NO) (Sigma-Aldrich) en una proporción molar 1:1 al 20 % en volumen.
Para preparar diferentes perovskitas se utilizaron diferentes precursores, tal como diferentes haluros de plomo (II) o junto con ellos diferentes haluros metálicos, como el yoduro de Sn.
1.3. Generalizando la estructura de perovskita de haluro organometálico
Se define la estructura de perovskita como ABX3 , donde A = catión (0, 0, 0) - ion amonio; B = catión (A,A, A) - ion metálico divalente y X = anión ('A, 'A, 0) - ion halógeno. La tabla que va a continuación indica posibles perovskitas de aniones mezclados.
Fijando: [Al = metilamonio, [B1 = Pb; variando [XI = cualquier halógeno Perovskita Metilamonio - [X] Haluro de plomo (Pb[X]2)
Figure imgf000023_0001
Fijando: TAI = metilamonio, [B] = Sn; variando [X] = cualquier halógeno Perovskita Metilamonio - [X] Haluro de estaño Sn[X]2
Figure imgf000023_0002
Figure imgf000024_0001
[A] se puede variar utilizando diferentes elementos orgánicos, por ejemplo como en Liang et al. documento de la patente de Estados Unidos 5.882.548, (1999) y Mitzi et al., documento de la patente de Estados Unidos 6.429.318, (2002).
1.4. Perovskitas mezcladas
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000024_0003
1.5. Estabilidad de las perovskitas de haluros mezclados frente a las perovskitas de un único anión
Los inventores han encontrado que los dispositivos fotovoltaicos que comprenden una perovskita de aniones mezclados absorben la luz y funcionan como células solares. Cuando se fabrican películas a partir de perovskitas de un único anión haluro en condiciones ambiente las perovskitas se forman, pero rápidamente se decoloran. La decoloración se debe probablemente a la adsorción de agua sobre la superficie de perovskita, que se sabe que blanquea los materiales. Cuando se construyen las células solares completas en condiciones ambiente utilizando estas perovskitas de un único anión, funcionan bastante mal, con eficiencias de conversión de energía bajo luz solar completa por debajo del 1 %. En contraste con ello, las perovskitas de aniones mezclados se pueden procesar en aire y prácticamente no se decoloran nada durante el procedimiento de fabricación del dispositivo. La célula solar completa que incorpora las perovskitas de aniones mezclados funciona excepcionalmente bien en condiciones ambiente, con una eficacia de conversión de energía con espectro solar completo por encima del 10 %.
1.6. Preparación de perovskitas que comprenden un catión form amidinio
Se sintetizaron yoduro de formamidinio (FOI) y bromuro de formamidinio (FOBr) haciendo reaccionar una disolución 0,5 molar de acetato de formamidinio en etanol con un exceso 3 molar de ácido yodhídrico (para el FOI) o bromhídrico (para el FOBr). El ácido se añadió gota a gota, mientras se removía, a temperatura ambiente y luego se continuó con agitación durante otros 10 minutos. T ras secado a 100°C, se forma un polvo amarillo-blanco que se seca luego durante toda la noche en un horno de vacío antes de ser usado. Para formar las disoluciones precursoras de FOPbb y FOPbBr3, se disolvieron FOI y Pbl2 o FOBr y PbBr2 en N,N-dimetilformamida anhidra en una proporción molar 1:1, 0,88 mmol de cada uno por ml, para dar disoluciones de perovskita 0,88 M. Para formar los precursores de perovskita FOPbl3zBr3(1-z) se prepararon mezclas de disoluciones 0,88M de FOPbb y FOPbBr3 en las proporciones necesarias, donde z varía de 0 a 1.
Se prepararon películas mediante revestimiento por centrifugado para caracterización o fabricación de dispositivos en una caja seca llena de nitrógeno y se templaron a 170°C durante 25 minutos en atmósfera de nitrógeno.
2. Limpieza y grabado quím ico de los electrodos:
Las células solares de perovskita usadas y presentadas en estos ejemplos se fabricaron como sigue: se grabaron químicamente láminas de vidrio recubiertas de óxido de estaño dopado con flúor (F:SnO2 / FTO) (TEC 15, 15^0/cuadrado, Pilkington USA) con polvo de zinc y HCl (2 M) para obtener el patrón de electrodo requerido. Posteriormente, las láminas se limpiaron con jabón (2 % Hellmanex en agua), agua destilada, acetona, etanol y finalmente se trataron con plasma de oxígeno durante 5 minutos para eliminar cualquier residuo orgánico.
3. Depósito de la capa de TÍO2 compacto:
Las láminas FTO grabadas con el patrón se revistieron luego de una capa compacta de TÍO2 (100 nm) mediante depósito por pirolisis y pulverización de aerosol de una disolución en etanol de diisopropóxido bis(acetilacetonato) de titanio (proporción en volúmenes 1:10 de diisopropóxido bis(acetilacetonato) de titanio en relación a etanol) a 250°C, utilizando aire como gas de transporte (véase al respecto Kavan, L. y Gratzel, M., Highly efficient semiconducting T O 2 photoelectrodes prepared by aerosol pyrolysis, (“Fotoelectrodos de T O 2 semiconductores altamente eficientes preparados mediante pirolisis de aerosoles”), Electrochim. Acta 40, 643 (1995); Snaith, H.J. and Gratzel, M., The Role of a “Schottky Barrier” at an Electron-Collection Electrode in Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells, (“El papel de una “barrera Schottky” en un electrodo colector de electrones en células solares sensibilizadas por colorantes de estado sólido”), Adv. Mater. 18, 1910 (2006)).
4. Depósito de una película de TÍO2 mesoporoso:
Se depositó una pasta de nanopartículas de T O 2 estándar, tal como la disponible comercialmente Dyesol 18NR-T, sobre el T O 2 compacto mediante una racleta, o mediante impresión con pantalla o mediante revestimiento por centrifugado, para dar una película seca de espesor entre 200 nm y 2 pm, determinado por la altura de la racleta. A continuación, se calentaron estas láminas lentamente hasta 500°C (progresivamente durante 30 minutos) y se hornearon a esa temperatura durante 30 minutos bajo un flujo de oxígeno. Tras enfriar, las láminas se cortaron en placas del tamaño necesario y se almacenaron en la oscuridad hasta su uso posterior.
Antes de la fabricación de cada conjunto de dispositivos, las películas nanoporosas se remojaron en una disolución acuosa 0,015 M de TiCU durante 1 hora a 70°C. Este procedimiento se aplicó para hacer crecer una capa delgada de TiO2 sobre el T O 2 mesoporoso. Después del tratamiento con TiCU las películas se enjuagaron con agua desionizada, se secaron en aire y se hornearon una vez más a 500°C durante 45 minutos bajo flujo de aire. Una vez enfriadas a 70°C se colocaron en una disolución de colorante durante toda la noche.
5. Depósito de la d isolución del precursor de perovskita y formación del electrodo semiconductor de perovskita mesoporosa:
Sobre cada película de electrodo mesoporosa previamente preparada se distribuyó un pequeño volumen, entre 20 y 100 pl de la disolución del precursor de perovskita en DMF (cloruro de plomo (Il) yoduro de metilamonio (CHaNHaPbCbl)) en una concentración volumétrica comprendida entre 5 y 40 % en volumen y se dejó durante 20 s antes de proceder al revestimiento mediante centrifugado a 1500 rpm durante 30 s en aire. Las películas recubiertas se colocaron a continuación en un conjunto de placas calientes a 100 grados Celsius y se dejaron durante 45 minutos a esta temperatura en aire, antes del enfriamiento. Durante el procedimiento de secado a 100 grados, el electrodo recubierto cambió de color de amarillo pálido a marrón oscuro, lo que indicaba la formación de la película de perovskita deseada con las propiedades semiconductoras.
6. Depósito del transportador de huecos y montaje del dispositivo:
El material de transporte de huecos usado fue espiro-OMeTAD (Lumtec, Taiwan) que se disolvió en clorobenceno a una concentración típica de 180 mg/ml. Después de disolver completamente el espiro-OMeTAD a 100°C durante 30 minutos, se enfrió la disolución y se añadió ter-butilpiridina (tBP) directamente a la disolución en una proporción de volumen a masa de 1:26 pl/mg (tBP:espiroMeOTAD). Se predisolvió en acetonitrilo el dopante iónico sal de litio de bis(trifluorometilsulfonil)amina (Li-TFSI) en una concentración de 170 mg/ml y se añadió a continuación a la disolución de transportador de huecos en proporción 1:12 pl:mg de disolución de Li-TFSI: espiro-MeOTAD. Se repartió una pequeña cantidad (20 a 70 pl) de la disolución de espiro-OMeTAD sobre cada película mesoporosa recubierta de perovskita y se dejó durante 20 s antes de proceder al revestimiento por centrifugado a 1500 rpm durante 30 s en aire. Luego se colocaron las películas en un evaporador térmico donde se depositaron electrodos de plata de 200 nm de espesor mediante una máscara de sombra bajo alto vacío (10‘6 mBar).
7. Fabricación de d ispositivos que comprenden FOPbhzBr3(1-z)
Se fabricaron dispositivos sobre sustratos de vidrio recubiertos de óxido de estaño dopado con flúor. Estos se limpiaron, secuencialmente con hallmanex, acetona, propan-2-ol y plasma de oxígeno. Se depositó una capa compacta de TiO2 mediante revestimiento por centrifugado de una disolución de isopropóxido de titanio en etanol ligeramente ácida. Esta se secó a 150°C durante 10 minutos. La capa mesoporosa de TiO2 se depositó mediante revestimiento por centrifugado a 2000 rpm de una dilución 1:7 en peso de pasta Dyesol 18NR-T en etanol, formando una capa de aproximadamente 150 nm. Las capas se sinterizaron luego en aire a 500°C durante 30 minutos. Una vez enfriadas, se aplicaron precursores de perovskita mediante revestimiento por centrifugado a 2000 rpm en una caja seca llena de nitrógeno, y luego se templaron a 170°C durante 25 minutos en la atmósfera de nitrógeno. La capa de transporte de huecos se depositó mediante revestimiento por centrifugado de una disolución al 8 % en peso de 2,2',7,7'-tetrakis-(N,N-di-pmetoxifenilamina)9,9'-espirobifluoreno (espiro-oMeTAD) en clorobenceno con terbutilpiridina (t-BP) y bis(trifluorometanosulfonil)imida de litio (Li-TFSI). Los dispositivos se completaron mediante evaporación de contactos de oro de 60 nm.
Resultados experimentales
En la figura 1 se muestra una ilustración esquemática de una sección transversal de una célula solar sensibilizada con una perovskita de estado sólido. La luz incide desde el lado inferior. El dispositivo comprende una película delgada de óxido de estaño dopado con flúor (FTO) que recubre un sustrato de vidrio. El FTO es el ánodo en la presente configuración. Encima del FTO una capa delgada (de unos 50 nm de espesor) de TiO2 compacto funciona como una intercapa colectora de electrones y bloqueadora de huecos, lo cual asegura la recogida selectiva de los electrones en este ánodo. Encima del TiO2 compacto se sitúa una película mesoporosa de TiO2 , que sirve para funcionar como un ánodo de tipo n de alta área superficial. Este TiO2 mesoporoso se recubre con el material de tipo perovskita, que sirve como sensibilizador. El papel del sensibilizador es absorber la luz solar y transferir electrones fotoexcitados hacia el TiO2 y transferir huecos hacia el transportador de huecos. Los poros de la película de TiO2 mesoporosa sensibilizada con perovskita están llenos predominantemente con un transportador de huecos. El papel del transportador de huecos es aceptar los huecos foto-generados a partir de la banda de valencia del sensibilizador de perovskita y transportar estos huecos fuera del dispositivo, hacia el circuito externo. El dispositivo se termina con un electrodo metálico para completar la célula solar. Ilustraciones adicionales de la estructura de las células solares y de la composición de los componentes se dan en las figuras 3 y 4.
En la figura 2, se muestran los espectros de absorción UV-visible de las perovskitas de un único haluro. En la figura 2a se muestra la de la perovskita de bromuro de plomo (CH3NH3PbBr3), la cual resulta amarilla a la vista. En la figura 2b se muestra el espectro UV-visible-infrarrojo cercano de la perovskita de yoduro de plomo (CH3NH3PM3), que se ve marrón oscura. La perovskita de yoduro de plomo tiene un espectro de absorción muy bueno, con respecto a su uso potencial en células solares. Sin embargo, debido a la inestabilidad del material, no funciona bien cuando se emplea como sensibilizador en una célula solar sensibilizada con perovskitas de estado sólido.
En la figura 5 se muestran los espectros de absorción UV-visible-infrarrojo cercano de perovskitas de haluros mezclados. La perovskita de cloruro y yoduro de plomo (CH3NH3PbChI) resulta marrón oscura y se muestra con la línea más gruesa y la perovskita de cloruro y bromuro de plomo (CH3NH3PbChBr) se ve roja y se muestra en la figura mediante la línea fina. Denominamos K330 a la perovskita CH3NH3PbChI y K331 a CH3NH3PbChBr. La perovskita de cloruro y yoduro de plomo es particularmente prometedora puesto que absorbe muy fuertemente en toda la región visible hasta el infrarrojo cercano del espectro solar.
Con el fin de ensayar en primer lugar las características fotovoltaicas de los absorbentes de perovskita, se fabricaron células solares de capa plana. En la figura 6, se muestra la curva corriente frente a voltaje de células solares de capa plana de K330. La fotocorriente de 3,5 mAcirr2 es razonablemente alta para una célula solar sensibilizada de capa plana.
En la figura 7 se muestra una curva de corriente frente a voltaje medida bajo una irradiancia de luz solar simulada de 100 mWcirr2 AM1.5 para una célula solar completa tal como se describe e ilustra en la figura 1 empleando espiro-OMeTAD como transportador de huecos y CH3NH3PbChI como absorbente de perovskita. La fotocorriente es superior a 20 mAcirr2 y la eficiencia de conversión de energía global es 11,5 %. El nivel de rendimiento es excepcionalmente alto para una célula solar sensibilizada de estado sólido y representa un logro absoluto en cuanto a su rendimiento para esta tecnología. En comparación, la eficiencia más alta de la que se ha informado en células solares sensibilizadas con colorante de estado sólido es justamente superior a 7 % y la eficiencia más alta de la que se ha informado en células solares sensibilizadas con colorante de electrolito líquido es 11,4 %.
En la figura 8, se muestra una curva de corriente frente a voltaje medida bajo una irradiancia de luz solar simulada de 100 mWciT r2 AM1.5 para una célula solar completa tal como se describe e ilustra en la figura 1 empleando P3HT como transportador de huecos y CH3NH3PbChI como absorbente de perovskita. El dispositivo funciona también bien, aunque no tanto como el dispositivo que emplea espiro-OMeTAD como transportador de huecos.
En la figura 9 se muestra el espectro de acción de eficiencia cuántica externa (EQE, por sus siglas en ingles) de una célula solar sensibilizada con K330 que emplea espiro-OMeTAD como transportador de huecos. Los valores excepcionalmente altos de EQE de 80 % en el pico y funcionando más ampliamente sobre todo el intervalo completo de absorción justifican el alto valor de fotocorriente medida bajo luz solar simulada.
En la figura 10, se muestra el espectro de acción de eficiencia cuántica externa de una célula solar sensibilizada con K330 que emplea polímeros semiconductores, P3HT y PCPDTBT como transportadores de huecos. El espectro EQE tiene caídas donde los polímeros absorben luz, estando el máximo de absorción del P3HT entre 500 y 600 nm y el máximo de absorción del PCPDTBT a 700 nm. Estas caídas en el espectro EQE ilustran que, de hecho, el polímero está absorbiendo luz que, de otra forma, podría haber sido absorbida por el sensibilizador de perovskita. Una vez que la luz es absorbida en el polímero, no parece que genere carga de manera muy eficaz. Este “efecto de filtrado de la luz” justifica porqué la fotocorriente es inferior en el caso de la célula solar sensibilizada con perovskita que emplea el polímero conductor de huecos P3HT, que en el caso de que se use el conductor de huecos de banda ancha molecular pequeño espiro O-MeTAD.
La figura 11 muestra los espectros de absorción UV-visible-infrarrojo cercano del conjunto fotoactivo completo de una célula solar que comprende K330 y espiro-OMeTAD. Las películas se sellan en nitrógeno. Se ve que no hay cambios significativos en los espectros de absorción después de 1 0 0 0 horas de iluminación constante con una irradiancia de luz solar de 100 mWcirr2 AM1.5. Esto indica que la perovskita es estable en la capa fotoactiva de la célula solar.
La figura 12 muestra la densidad óptica a 500 nm en función del tiempo bajo iluminación AM 1.5., extraída de los datos de la figura 1 1.
El patrón de difracción de rayos X, mostrado en la figura 13, se obtuvo a temperatura ambiente a partir de una película delgada de CHaNHaPbChI depositada sobre una lámina de vidrio utilizando un difractómetro X'pert Pro de rayos X.
La figura 13 muestra el patrón de difracción de rayos X típico del dicloromonoyodo-plumbato (II) de metilamonio: película de CHaNHaPbCbI sobre sustrato de vidrio. El patrón de difracción de rayos X confirma el tipo ABX3 de estructura de perovskita cúbica (a=b=c=90) (Pm3m). La perovskita CH3NH3PbCbI dio picos de difracción a 14,20, 28,58 y 43,27°, asignados como los planos (100), (200) y (300), respectivamente, de una estructura de perovskita cúbica con parámetro de red a) 8,835 A, b) 8,835 A y c) 11,24 A. Unos picos de difracción estrechos a (h 00 , donde h= 1-3) sugieren que las películas fabricadas sobre sustrato de vidrio fueron predominatemente de una única fase y estaban altamente orientadas con el eje a auto-organizado [ “Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic Cells” (“Perovskitas de haluros organometálicos como sensibilizadores de luz visible para células fotovoltaicas”), Akihiro Kojima, Kenjiro Teshima, Yasuo Shirai y Tsutomu Miyasaka, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050].
El catión CH3NH3+ no puede asignarse en los rayos X dada su orientación dinámica. El CH3NH3+ es incompatible con la simetría molecular y por lo tanto el catión está todavía desordenado en esta fase a temperatura ambiente. Y, de este modo, la contribución efectiva de los átomos de C y N a la intensidad difractada total es muy pequeña comparada con las contribuciones del Pb y de los X (Cl e I) [ “Alkylammonium lead halides. Part 2. CH3NH3PbX3 (X = Cl, Br, I) perovskites: cubooctahedral halide cages with isotropic cation reorientation”, (“Haluros de plomo y alquilamonio. Parte 2. Perovskitas CH3NH3PbX3 (X = Cl, Br, I): jaulas de haluro cubooctaédricas con reorientación del catión isotrópica”, Osvaldkn OP y Rodericke Wasylishenm et al. Can. J. Chem. 1990, 68, 412].
Se observó que las posiciones de los picos a (h,0,0) para la perovskita CHaNHaPbCbI de aniones mezclados sintetizada se desplazaban hacia valores más bajos de 2 0 y se colocaban entre las de los plumbatos trihalogenados de metilamonio puros, es decir, CH3NH3pbb y CH3NH3PbCb respectivamente [Dynamic disorder in methylammoniumtrihalogenoplumbates (II) observed by millimeter-wave spectroscopy” (“Desorden dinámico en trihalogenoplumbatos (II) de metilamonio observado mediante espectroscopia de ondas milimétricas”), A. Poglisch y D. Weber, J. Chem. Phys. 1987, 87, 6373] y también que el aumento del parámetro de red (a = 8,835 A) de la película de CH3NH3PbCbI respecto de la perovskita de “base” Cl pura, es decir, CH3NH3PbCl3 (a = 5,67 A) con la adición de contenido de “ I” da una evidencia de la formación de la perovskita de haluros mezclados [ “Optical properties o f CH3NH3PbX3 (X = halogen) and their mixed-halide crystals” (“Propiedades ópticas de CH3NH3PbX3 (X = halógeno) y sus cristales de haluros mezclados”, N. Kitazawa, Y. Wanatabe and Y. Nakamura, J. Mat. Sci. 2002, 37, 3585].
El patrón de difracción del producto contenía unos pocos picos no identificados; se pueden atribuir a diversos factores, incluyendo la presencia de alguna impureza (por ejemplo Pb(OH)Cl, CH3NH3X; X = Cl y/o I, o compuestos relacionados que se pueden generar durante la síntesis, incluso se si usa un ligero exceso de reactivos y también a la naturaleza higroscópica del compuesto el cual puede formar como resultado de ello impurezas no deseadas [ “Alkylammonium lead halides Part 2. CH3NH3PbX3 (X = Cl, Br, I) perovskites: cubooctahedral halide cages with isotropic cation reorientation”, (“Haluros de plomo y alquilamonio. Parte 2. Perovskitas CH3NH3PbX3 (X = Cl, Br, I): jaulas de haluro cubooctaédricas con reorientación del catión isotrópica”, Osvaldkn OP y Rodericke Wasylishenm et al. Can. J. Chem.
1990, 68, 472]. Adicionalmente, el ion “ I” presente en la red puede separar algunos de los picos a temperatura ambiente, dado el hecho de que la perovskita a base solamente de “ I” (CH3NH3Pbb) forma una estructura tetragonal [ “Alkylammonium lead halides Part 1. Isolated ~ b 1 6 i ~on in (CH3NH3)4Pb16-2H2O” (“Haluros de plomo y alquilamonio. Parte 1. Iones ~ b 1 6 i ~ aislados en (CH3NH3)4Pb16-2H2O”), Beverlyr Vincent K, Robertsont, Stanlecya Merona, N Dosvaldk, Can J. Chem. 1987, 65, 1042; “Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic Cells” (“Perovskitas de haluros organometálicos como sensibilizadores de luz visible para células fotovoltaicas”), Akihiro Kojima, Kenjiro Teshima, Yasuo Shirai y Tsutomu Miyasaka, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050].
En la figura 14, se muestra una imagen de un corte transversal de microscopia electrónica de barrido (SEM, por las siglas en inglés) de una película de TiO2 mesoporoso depositada sobre un electrodo FTO. La disolución precursora de la perovskita se deposita dentro de la película de TiO2 poroso mediante recubrimiento por centrifugado (“spin coating”). Para desarrollar este procedimiento de recubrimiento, se ha realizado un amplio trabajo previo investigando como se infiltran los materiales que están vehiculados en una disolución en el interior de los óxidos mesoporosos (H.J. Snaith et al., Nanotechnology 19424003-424015 (2008); T. Leitjens et al. ACS Nano 6 , 1455-1462 (2012); J. Melas-Kyriazi et al., Adv. Energy Mater. 1, 407-414 (2011), I-K Ding et al., Adv. Funct. Mater. 19, 2431-2436 (2009); A. Abrusci et al., Energy Environ. Sci. 4, 3051-3058 (2011)). Si la concentración de la disolución es lo bastante baja, y la solubilidad del material disperso es suficientemente alta, el material penetrará completamente en los poros a medida que se evapora el disolvente. El resultado habitual es que el material forma una capa “humectante” sobre la superficie interna de la película mesoporosa y, de manera uniforme, aunque no completa, rellena los poros en todo el espesor del electrodo. El grado de “llenado de poros” se controla variando la concentración de la disolución. Si la concentración de la disolución de moldeo es alta se formará una “capa de tapado” sobre la parte superior del óxido mesoporoso, además de un llenado de poros en alto grado. En la figura 15 se muestra una imagen s Em de un corte transversal de una película de TiO2 mesoporoso en la que se ha depositado el absorbente de perovskita. No se observa la “capa de tapado”, lo cual implica que la perovskita está predominantemente dentro de la película mesoporosa. Para completar la capa fotoactiva, se deposita mediante centrifugado el transportador de huecos, espiro-OMeTAD, sobre la parte superior del electrodo recubierto con perovskita. En la figura 16 se muestra una imagen SEM de una sección transversal de la película fotoactiva completa; en ella se observa ahora que el espiro-OMeTAD ha formado una capa de tapado o cobertura.
Las figuras 17 a 19 se refieren a perovskitas que comprenden un catión formamidinio y a dispositivos que comprenden FOPbbyBr3(1-y). En general, se considera que es ventajoso mantener una estructura cristalina tridimensional en la perovskita, en oposición a crear perovskitas en láminas, que tendrán inevitablemente energías de enlace de los excitones mayores. (Journal of Luminiscence 60&61 (1994) 269-274). También es ventajoso ser capaces de seleccionar la banda prohibida de la perovskita. La banda prohibida se puede cambiar por un lado cambiando los cationes metálicos o el haluro, lo cual influye directamente tanto en los orbitales electrónicos como en la estructura cristalina. De manera alternativa, cambiando el catión orgánico (por ejemplo de un catión metilamonio a un catión formamidinio) se puede alterar la estructura cristalina. Sin embargo, con el fin de que se pueda mantener el cristal de perovskita es necesario que se cumpla la condición geométrica siguiente: (Ra Rx) = tV2 (Rb Rx), donde Ra, b y x son los radios iónicos de los iones A, B y X. El inventor ha encontrado, de forma inesperada, que el catión formamidinio (FO) forma de hecho la estructura de perovskita en estructura cúbica en las perovskitas FOPbBr3 o FOPbb y en las perovskitas de haluros mezclados suyas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo fotovoltaico que comprende una perovskita de aniones mezclados, caracterizado por que la perovskita de aniones mezclados comprende dos o más aniones diferentes escogidos entre aniones haluro.
2. Un dispositivo fotovoltaico según la reivindicación 1, en el que la perovskita de aniones mezclados es un material sensibilizante.
3. Un dispositivo fotovoltaico, de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que la perovskita de aniones mezclados comprende un primer catión, un segundo catión y dichos dos o más aniones diferentes y, opcionalmente, en la que el segundo catión es un catión metálico, que es preferentemente un catión metálico divalente, y, más preferentemente, se escoge entre Sn2+ y Pb2+.
4. Un dispositivo fotovoltaico según la reivindicación 3, en el que el primer catión es un catión orgánico, y preferentemente, el catión orgánico es cualquiera de los siguientes:
un catión orgánico que tiene la fórmula (R-iR2R3R4N)+, en la que R1 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R2 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R3 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y R4 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
un catión orgánico que tiene la fórmula (RsNH3)+, en la que R5 es un hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido; y
un catión orgánico (R5R6N=CH-NR7R8)+, en la que R5 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R6 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; R7 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y R8 es un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido; y que tiene preferentemente la fórmula (H2N=CH-NH2)+.
5. Un dispositivo fotovoltaico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la perovskita es un compuesto de tipo perovskita de fórmula (I):
[A][B][X]3 (I)
donde:
[A] es al menos un catión orgánico;
[b ] es al menos un catión metálico; y
[x ] representa dichos dos o más aniones diferentes.
6. Un dispositivo fotovoltaico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en el que la perovskita es un compuesto de tipo perovskita de fórmula (IIa):
ABX3zX'3(1-z) (IIa)
donde:
A es un catión orgánico que tiene la fórmula (R5R6N=CH-NR7R8)+, en la que R5 , R6, R7 y R8 se escogen, de forma independiente entre: un hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, sustituido o no sustituido, o un grupo arilo sustituido o no sustituido;
B es un catión metálico;
X es un primer anión haluro;
X' es un segundo anión haluro diferente del primer anión haluro y
z es mayor de 0 y menor de 1 y, preferiblemente, z varía de 0,05 a 0,95.
7. Un dispositivo fotovoltaico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la perovskita se escoge entre: CH3NH3PbBrI2, CH2NH2PbBrCl2, CH3NH3PbIBr2, CH3NH3PbICl2, CH3NH3PbClBr2, CH3NH3PbhCl, CH3NH3SnBrh, CH3NH3SnBrCl2, CH3NH3SnF2Br, CH3NH3SnIBr2, CH3NH3SnICl2, CH3NH3SnF2I, CH3NH3SnClBr2, CH3NH3SnICl y CH3NH3SnF2Cl.
8. Un dispositivo fotovoltaico según la reivindicación 6, en el que la perovskita tiene la fórmula (H2N=CH-NH2)PbI3zBr3(1-z).
9. Un dispositivo fotovoltaico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende cualquiera de los siguientes conjuntos:
(i) un primer electrodo, un segundo electrodo y, dispuesta entre el primer y el segundo electrodos: (a) dicha perovskita;
(ii) un primer electrodo, un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos: (a) una capa de tipo n y (b) dicha perovskita;
(iii) un primer electrodo, un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos: (a) una capa de tipo p y (b) dicha perovskita;
(iv) un primer electrodo, un segundo electrodo y, dispuestas entre el primer y el segundo electrodos: (a) una capa de tipo n; (b) dicha perovskita y (c) una capa de tipo p.
10. Un dispositivo fotovoltaico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo; y, dispuestos entre el primer y el segundo electrodos:
(a) una capa porosa de un semiconductor y
(b) un material sensibilizador que comprende dicha perovskita; y, opcionalmente,
(c) un material de transporte de carga.
11. Un dispositivo fotovoltaico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo; y, dispuestos entre el primer y el segundo electrodos:
(a) una capa porosa de un semiconductor, que es una capa porosa de un semiconductor de tipo p;
(b) un material sensibilizador que comprende dicha perovskita; y
(c) un material de transporte de carga, que es un material de transporte de electrones;
en el que, opcionalmente, la capa porosa de semiconductor de tipo p comprende un óxido de níquel, vanadio, cobre o molibdeno;
en el que, opcionalmente, la capa porosa de semiconductor de tipo p está en contacto con una capa compacta de un semiconductor de tipo p y, preferiblemente, la capa compacta de semiconductor de tipo p comprende un óxido de níquel, vanadio, cobre, molibdeno o wolframio;
y en el que, opcionalmente, el material de transporte de electrones comprende un fulereno o perileno, o derivados suyos, o P(NDI2OD-T2).
12. Un dispositivo fotovoltaico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende:
un primer electrodo;
un segundo electrodo; y, dispuestos entre el primer y el segundo electrodos:
(a) una capa porosa de un semiconductor, que es una capa porosa de un semiconductor de tipo n;
(b) un material sensibilizador que comprende dicha perovskita; y
(c) un material de transporte de carga, que es un material de transporte de huecos;
en el que, opcionalmente, la capa porosa de semiconductor de tipo n comprende: un óxido titanio, estaño, zinc, niobio, tántalo, wolframio, indio, galio, neodimio, paladio o cadmio y, preferentemente, comprende TiO2 y en el que, opcionalmente, la capa porosa de semiconductor está en contacto con una capa compacta de un semiconductor de tipo n y, preferiblemente, la capa compacta de semiconductor de tipo n comprende TiO2.
13. Un dispositivo fotovoltaico según la reivindicación 12 en el que el material de transporte de huecos es cualquiera de los siguientes:
un material transportador de huecos de estado sólido o un electrolito líquido;
un transportador de huecos molecular o polimérico, que, opcionalmente, se escoge entre espiro-OMeTAD, P3HT, PCPDTBT y PVK;
un transportador de huecos molecular, o un polímero o copolímeros; y
un transportador de huecos inorgánico y que, opcionalmente, se escoge entre CuI, CuBr, CuSCN, Cu2O, CuO o CIS.
ES13723943T 2012-05-18 2013-05-20 Dispositivos optoelectrónicos con perovskitas organometálicas con aniones mezclados Active ES2565673T5 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1208793.8A GB201208793D0 (en) 2012-05-18 2012-05-18 Optoelectronic device
GB201208793 2012-05-18
PCT/GB2013/051306 WO2013171517A1 (en) 2012-05-18 2013-05-20 Optoelectronic devices with organometal perovskites with mixed anions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2565673T3 ES2565673T3 (es) 2016-04-06
ES2565673T5 true ES2565673T5 (es) 2020-07-28

Family

ID=46546306

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18155003T Active ES2853476T3 (es) 2012-05-18 2013-05-20 Dispositivo optoelectrónico
ES13723943T Active ES2565673T5 (es) 2012-05-18 2013-05-20 Dispositivos optoelectrónicos con perovskitas organometálicas con aniones mezclados

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18155003T Active ES2853476T3 (es) 2012-05-18 2013-05-20 Dispositivo optoelectrónico

Country Status (16)

Country Link
US (4) US11038132B2 (es)
EP (3) EP2850626B2 (es)
JP (4) JP6182597B2 (es)
KR (9) KR102282612B1 (es)
CN (6) CN110452261A (es)
AU (3) AU2013261254B2 (es)
BR (1) BR112014028704B1 (es)
CY (2) CY1117578T1 (es)
DK (2) DK3336866T3 (es)
ES (2) ES2853476T3 (es)
GB (1) GB201208793D0 (es)
HR (2) HRP20160559T4 (es)
PL (2) PL3336866T3 (es)
PT (1) PT3336866T (es)
WO (1) WO2013171517A1 (es)
ZA (1) ZA201408425B (es)

Families Citing this family (238)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013126385A1 (en) 2012-02-21 2013-08-29 Northwestern University Photoluminescent compounds
EP3010054B1 (en) 2012-05-18 2019-02-20 Oxford University Innovation Limited Optoelectronic device
GB201208793D0 (en) * 2012-05-18 2012-07-04 Isis Innovation Optoelectronic device
US10388897B2 (en) 2012-05-18 2019-08-20 Oxford University Innovation Limited Optoelectronic device comprising porous scaffold material and perovskites
MY170170A (en) 2012-09-18 2019-07-09 Univ Oxford Innovation Ltd Optoelectonic device
JP6128900B2 (ja) * 2013-03-08 2017-05-17 大阪瓦斯株式会社 無機ホール輸送材を使用したペロブスカイト系光電変換装置
US10510914B2 (en) 2013-03-21 2019-12-17 Board Of Trustees Of Michigan State University Transparent energy-harvesting devices
SG11201600340SA (en) * 2013-09-04 2016-02-26 Dyesol Ltd A photovoltaic device
US12215266B2 (en) 2013-09-26 2025-02-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Nanocrystal particles and processes for synthesizing the same
US11746290B2 (en) 2013-09-26 2023-09-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Nanocrystal particles and processes for synthesizing the same
JP6415223B2 (ja) * 2013-09-30 2018-10-31 積水化学工業株式会社 有機無機複合薄膜太陽電池
WO2015049031A1 (en) 2013-10-02 2015-04-09 Merck Patent Gmbh Hole transport material
US11180660B2 (en) 2013-11-26 2021-11-23 Cubic Perovskite Llc Mixed cation perovskite material devices
US9136408B2 (en) 2013-11-26 2015-09-15 Hunt Energy Enterprises, Llc Perovskite and other solar cell materials
US9425396B2 (en) 2013-11-26 2016-08-23 Hunt Energy Enterprises L.L.C. Perovskite material layer processing
US9416279B2 (en) 2013-11-26 2016-08-16 Hunt Energy Enterprises, L.L.C. Bi- and tri-layer interfacial layers in perovskite material devices
CN103682153B (zh) * 2013-11-28 2017-02-08 中国科学院物理研究所 用于钙钛矿型有机卤化铅薄膜太阳能电池的金属‑绝缘层‑半导体背接触界面结构及其制备方法
ES2776161T3 (es) 2013-12-17 2020-07-29 Univ Oxford Innovation Ltd Dispositivo fotovoltaico que comprende una perovskita de haluro metálico y un agente pasivante
JP2015119102A (ja) * 2013-12-19 2015-06-25 アイシン精機株式会社 ハイブリッド型太陽電池
GB201322572D0 (en) 2013-12-19 2014-02-05 Oxford Photovoltaics Ltd Connection of photoactive regions in an optoelectronic device
KR101893493B1 (ko) * 2013-12-23 2018-08-30 한국화학연구원 무/유기 하이브리드 페로브스카이트 화합물 전구물질
CN103779101A (zh) * 2014-01-07 2014-05-07 浙江大学 一种杂化固体太阳能电池及其制备方法
CN103762344B (zh) * 2014-01-21 2016-08-17 华中科技大学 一种两性分子改性的钙钛矿光电功能材料及其应用
EP3111484B1 (en) * 2014-02-26 2023-09-06 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation Process of forming a photoactive layer of a perovskite photoactive device
US20170084400A1 (en) * 2014-03-17 2017-03-23 Monash University Precipitation process for producing perovskite-based solar cells
JP5943492B2 (ja) * 2014-03-26 2016-07-05 旭化成株式会社 シリコン太陽電池
JP6337561B2 (ja) 2014-03-27 2018-06-06 株式会社リコー ペロブスカイト型太陽電池
CN103915567A (zh) * 2014-03-28 2014-07-09 中国科学院上海技术物理研究所 一种以无机化合物为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池
WO2015160838A1 (en) * 2014-04-15 2015-10-22 Northwestern University Lead-free solid-state organic-inorganic halide perovskite photovoltaic cells
CN110571334A (zh) 2014-04-16 2019-12-13 株式会社理光 光电转换元件
EP3133658A4 (en) * 2014-04-18 2017-05-10 Fujifilm Corporation Photoelectric conversion element, solar cell using same and method for manufacturing photoelectric conversion element
WO2015164731A1 (en) 2014-04-24 2015-10-29 Northwestern University Solar cells with perovskite-based light sensitization layers
JP6175463B2 (ja) * 2014-04-25 2017-08-02 富士フイルム株式会社 光電変換素子、これを用いた太陽電池ならびに光電変換素子の製造方法
GB201407606D0 (en) * 2014-04-30 2014-06-11 Cambridge Entpr Ltd Electroluminescent device
CN103956431B (zh) * 2014-04-30 2017-10-20 华南理工大学 一种溶液加工的有机‑无机平面异质结太阳电池及其制备
GB201408947D0 (en) * 2014-05-20 2014-07-02 Oxford Photovoltaics Ltd Increased - transparency optoelectronic device
EP3396729B1 (en) 2014-05-28 2019-10-09 Alliance for Sustainable Energy, LLC Methods for producing and using perovskite materials and devices therefrom
CN103996749B (zh) * 2014-06-04 2016-02-10 山西大学 一种钙钛矿太阳能电池光阳极的原位制备方法
US20150380169A1 (en) * 2014-06-30 2015-12-31 Sharp Laboratories Of America, Inc. Surface-Passivated Mesoporous Structure Solar Cell
US20150380170A1 (en) * 2014-06-30 2015-12-31 Sharp Laboratories Of America, Inc. Mesoporous Structure Solar Cell with Siloxane Barrier
TWI532198B (zh) * 2014-07-02 2016-05-01 國立成功大學 太陽能電池及其製造方法
JP6564776B2 (ja) * 2014-07-12 2019-08-21 株式会社カネカ 複合太陽電池、太陽電池モジュール、および集光太陽電池
CN105280817B (zh) 2014-07-16 2017-11-07 财团法人工业技术研究院 太阳能电池与其形成方法
US9305715B2 (en) * 2014-08-01 2016-04-05 Hunt Energy Enterprises Llc Method of formulating perovskite solar cell materials
EP3177753B1 (en) 2014-08-07 2022-08-10 Okinawa Institute of Science and Technology School Corporation System and method based on multi-source deposition for fabricating perovskite film
GB201414110D0 (en) * 2014-08-08 2014-09-24 Isis Innovation Thin film production
CN104157788B (zh) * 2014-08-19 2017-03-29 武汉大学 一种基于SnO2的钙钛矿薄膜光伏电池及其制备方法
CN105448524B (zh) * 2014-09-05 2018-03-20 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 银掺杂有机金属钙钛矿材料、太阳能电池及其制作方法
ES2563361B1 (es) * 2014-09-12 2016-09-14 Abengoa Research, S.L. Compuesto aromático policíclico sustituido como material de transporte de huecos en células solares de estado sólido basadas en perovskita
US20170260125A1 (en) * 2014-09-16 2017-09-14 Kureha Corporation Organic-inorganic hybrid compound, amine hydrogen iodide salt, composition for photoelectric conversion element, and photoelectric conversion element
CN104218109B (zh) * 2014-09-22 2016-05-25 南开大学 一种高效率钙钛矿薄膜太阳电池及其制备方法
JP5926467B1 (ja) * 2014-10-14 2016-05-25 積水化学工業株式会社 太陽電池
TR201911104T4 (tr) * 2014-10-14 2019-08-21 Sekisui Chemical Co Ltd Güneş pili.
KR101540364B1 (ko) * 2014-11-05 2015-07-30 한국과학기술연구원 Zso 기반 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법
US10263207B2 (en) 2014-11-06 2019-04-16 Postech Academy-Industry Foundation Perovskite light emitting device containing exciton buffer layer and method for manufacturing same
KR101643052B1 (ko) 2014-11-06 2016-07-27 포항공과대학교 산학협력단 파장변환입자, 파장변환입자의 제조방법, 및 파장변환입자를 포함하는 발광 소자
KR101815588B1 (ko) * 2014-11-06 2018-01-08 포항공과대학교 산학협력단 페로브스카이트 나노결정입자 및 이를 이용한 광전자 소자
US11205757B2 (en) 2014-11-06 2021-12-21 Sn Display Co., Ltd. Core-shell structured perovskite particle light-emitter, method of preparing the same and light emitting device using the same
US10276807B2 (en) 2014-11-06 2019-04-30 Postech Academy-Industry Foundation Light-emitting layer for perovskite light-emitting device, method for manufacturing same, and perovskite light-emitting device using same
WO2016072810A1 (ko) 2014-11-06 2016-05-12 포항공과대학교 산학협력단 엑시톤 버퍼층을 포함하는 페로브스카이트 발광 소자 및 이의 제조방법
WO2016072805A1 (ko) * 2014-11-06 2016-05-12 포항공과대학교 산학협력단 페로브스카이트 나노결정입자 및 이를 이용한 광전자 소자
WO2016080854A2 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 Qatar Foundation For Education, Science And Community Development Hybrid organic-inorganic perovskite-based solar cell with copper oxide as a hole transport material
KR102620102B1 (ko) * 2014-11-21 2024-01-03 큐빅피브이 인크. 페로브스카이트 물질 디바이스에서의 이중- 및 삼중-층 계면 층
GB201421133D0 (en) 2014-11-28 2015-01-14 Cambridge Entpr Ltd Electroluminescent device
WO2016088019A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-09 Saule Sp. Z O.O. A film-forming compostion and a method for manufacturnig a photoactive film
WO2016093485A1 (ko) * 2014-12-08 2016-06-16 주식회사 엘지화학 유무기 하이브리드 페로브스카이트 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 태양전지
KR101856726B1 (ko) * 2014-12-08 2018-05-10 주식회사 엘지화학 유무기 하이브리드 페로브스카이트 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 태양전지
DE102014225541A1 (de) 2014-12-11 2016-06-16 Siemens Healthcare Gmbh Detektionsschicht umfassend Perowskitkristalle
DE102014225543B4 (de) 2014-12-11 2021-02-25 Siemens Healthcare Gmbh Perowskit-Partikel mit Beschichtung aus einem Halbleitermaterial, Verfahren zu deren Herstellung, Detektor, umfassend beschichtete Partikel, Verfahren zur Herstellung eines Detektors und Verfahren zur Herstellung einer Schicht umfassend beschichtete Partikel
JP2016132638A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 三菱化学株式会社 有機無機ペロブスカイト化合物、発光体、半導体材料、電子デバイス及び太陽電池
WO2016121700A1 (ja) * 2015-01-30 2016-08-04 次世代化学材料評価技術研究組合 ハロゲン化スズ（ｉｉ）系ペロブスカイト薄膜およびその製造方法、ならびにそれを用いた電子デバイスおよび光電変換装置
KR101543438B1 (ko) * 2015-02-27 2015-08-11 성균관대학교산학협력단 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조 방법
US9701696B2 (en) 2015-02-27 2017-07-11 Alliance For Sustainable Energy, Llc Methods for producing single crystal mixed halide perovskites
EP3065189A1 (en) 2015-03-05 2016-09-07 Solaronix Sa Novel hole transport materials and optoelectronic devices containing the same
JP2016178166A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 積水化学工業株式会社 光電極の製造方法、光電極、太陽電池の製造方法および太陽電池
JP2016178167A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 積水化学工業株式会社 光電極の製造方法、光電極、太陽電池の製造方法および太陽電池
CN104733617A (zh) * 2015-03-30 2015-06-24 朱熹 利用大晶粒形成来制备高效率钙钛矿型太阳能电池
US20160293858A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 Massachusetts Institute Of Technology Optoelectric devices fabricated with defect tolerant semiconductors
WO2016163985A1 (en) * 2015-04-06 2016-10-13 Tao Xu Perovskite photovoltaic device
JP6501303B2 (ja) * 2015-05-29 2019-04-17 国立大学法人金沢大学 微粒子化ペロブスカイト膜及びそれを用いた機能性素子
WO2016200897A1 (en) * 2015-06-08 2016-12-15 The Florida State University Research Foundation, Inc. Single-layer light-emitting diodes using organometallic halide perovskite/ionic-conducting polymer composite
PT3496173T (pt) * 2015-06-12 2020-06-17 Oxford Photovoltaics Ltd Material de perovskita
GB201510351D0 (en) 2015-06-12 2015-07-29 Oxford Photovoltaics Ltd Method of depositioning a perovskite material
CN105280819A (zh) * 2015-06-16 2016-01-27 郑州大学 一种平面异质结钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN105023921B (zh) * 2015-06-17 2017-11-28 华北电力大学 一种钙钛矿‑硅整体级联叠层太阳电池及其制备方法
JP6566738B2 (ja) * 2015-06-22 2019-08-28 富士フイルム株式会社 光電変換素子、太陽電池、および、光電変換素子の多孔質層の形成方法
JP6379074B2 (ja) * 2015-06-30 2018-08-22 富士フイルム株式会社 光電変換素子及び太陽電池
JP6476085B2 (ja) * 2015-06-30 2019-02-27 富士フイルム株式会社 光電変換素子及び太陽電池
EP3317905A1 (en) * 2015-06-30 2018-05-09 Cambridge Enterprise Limited Luminescent device
EP3320571B1 (en) * 2015-07-10 2020-09-02 Hunt Perovskite Technologies, L.L.C. Perovskite material layer processing
GB201513272D0 (en) * 2015-07-28 2015-09-09 Isis Innovation Luminescent material
JP6725221B2 (ja) * 2015-07-31 2020-07-15 積水化学工業株式会社 薄膜太陽電池
JP6469053B2 (ja) * 2015-09-17 2019-02-13 旭化成株式会社 組成物及びその製造方法
CN105226192A (zh) * 2015-10-11 2016-01-06 复旦大学 一种可拉伸的线状钙钛矿太阳能电池及其制备方法
EP3168278B2 (en) 2015-10-28 2022-02-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Quantum dots, production methods thereof, and electronic devices including the same
CN105405973A (zh) * 2015-10-30 2016-03-16 华中科技大学 基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池及其制备方法
EP3378101B1 (en) * 2015-11-20 2023-07-05 Alliance for Sustainable Energy, LLC Multi-layered perovskites, devices, and methods of making the same
PL3182466T3 (pl) 2015-12-14 2020-11-02 Oxford Photovoltaics Limited Hermetyzacja modułu fotowoltaicznego
CN105575964B (zh) * 2015-12-22 2018-08-21 苏州大学 结合太阳能电池和光探测器的自驱动光电探测体系及其制备方法
KR102498798B1 (ko) 2015-12-22 2023-02-09 삼성전자주식회사 양자점 및 이를 포함하는 소자
JP6431513B2 (ja) * 2015-12-24 2018-11-28 旭化成株式会社 組成物
US10585228B2 (en) 2015-12-29 2020-03-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Quantum dots, production methods thereof, and electronic devices including the same
CN105469996B (zh) * 2016-01-06 2018-02-23 中南大学 一种基于金属纳米粒子界面修饰的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
US10622161B2 (en) 2016-01-06 2020-04-14 Nutech Ventures Narrow band perovskite single crystal photodetectors with tunable spectral response
CN105702869A (zh) * 2016-01-25 2016-06-22 上海科技大学 一种混合阳离子钙钛矿及其制备方法
EP3199664A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-02 IMEC vzw Multi-solvent perovskite composition
CN105679966B (zh) * 2016-02-06 2018-04-06 杭州纤纳光电科技有限公司 一种基于钙钛矿材料的晶体管的制备方法
CN105609652B (zh) * 2016-02-06 2018-04-20 杭州纤纳光电科技有限公司 一种基于钙钛矿材料的发光二极管的制备方法
CN105679944B (zh) * 2016-02-06 2018-11-06 杭州纤纳光电科技有限公司 一种基于钙钛矿材料的太阳能电池及其制备方法
WO2017165434A1 (en) * 2016-03-21 2017-09-28 Nutech Ventures Sensitive x-ray and gamma-ray detectors including perovskite single crystals
KR102059556B1 (ko) * 2016-03-31 2019-12-26 성균관대학교산학협력단 Pb-free 유무기 복합 페로브스카이트를 이용한 멤리스터
KR20170113453A (ko) * 2016-03-31 2017-10-12 성균관대학교산학협력단 층상 유무기 복합 페로브스카이트를 이용한 멤리스터
KR101877302B1 (ko) 2016-04-05 2018-07-11 한국화학연구원 무/유기 하이브리드 페로브스카이트 화합물 막 및 이의 제조방법
KR102692575B1 (ko) 2016-04-11 2024-08-07 삼성디스플레이 주식회사 페로브스카이트 화합물, 이를 포함한 박막 및 이를 포함한 광전자 장치
CN105679807B (zh) * 2016-04-15 2020-04-28 深圳市华星光电技术有限公司 Oled显示器件及其制作方法
US11130910B2 (en) 2016-04-22 2021-09-28 The Trustees Of Princeton University Organic-inorganic hybrid perovskite nanocrystals and methods of making the same
JP6857868B2 (ja) * 2016-04-25 2021-04-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光吸収材料およびそれを用いた太陽電池
IL245536A0 (en) * 2016-05-08 2016-07-31 Yeda Res & Dev A process for preparing materials of halide perovskite and materials related to halide perovskite
JP6430437B2 (ja) * 2016-06-01 2018-11-28 旭化成株式会社 集合体
KR102562899B1 (ko) 2016-06-02 2023-08-04 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자
CN105977389A (zh) * 2016-06-07 2016-09-28 昆明理工大学 一种钙钛矿光吸收材料及其制备方法
KR102600473B1 (ko) 2016-06-09 2023-11-13 삼성디스플레이 주식회사 조명장치
TR201608131A2 (tr) * 2016-06-15 2016-08-22 Yenel Esma Lületaşi bi̇leşenleri̇ üzeri̇ne oluşturulan yeni̇ perovski̇t duyarli güneş hücresi̇
CN109311692B (zh) * 2016-06-24 2021-12-14 住友化学株式会社 组合物及化合物
WO2017221837A1 (ja) * 2016-06-24 2017-12-28 住友化学株式会社 化合物、分散液組成物及び樹脂組成物
US10332688B2 (en) 2016-06-29 2019-06-25 Alliance For Sustainable Energy, Llc Methods for making perovskite solar cells having improved hole-transport layers
JP6431134B2 (ja) * 2016-07-12 2018-11-28 旭化成株式会社 組成物
CN106058055A (zh) * 2016-07-19 2016-10-26 同济大学 二维层状有机‑无机复合钙钛矿材料光探测器及制作方法
EP3272757A1 (en) * 2016-07-21 2018-01-24 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Mixed cation perovskite solid state solar cell and fabrication thereof
KR101810155B1 (ko) * 2016-07-29 2017-12-19 울산과학기술원 고효율 페로브스카이트 화합물계 막의 제조방법 및 이를 포함하는 태양전지
CN109563104B (zh) 2016-08-22 2023-04-04 天光材料科技股份有限公司 有机半导体化合物
JP6181261B1 (ja) 2016-09-13 2017-08-16 株式会社東芝 光電変換素子
WO2018056667A1 (ko) * 2016-09-23 2018-03-29 주식회사 엘지화학 유-무기 복합 태양전지 및 유-무기 복합 태양전지 제조방법
KR20180033074A (ko) * 2016-09-23 2018-04-02 주식회사 엘지화학 유-무기 복합 태양전지 및 유-무기 복합 태양전지 제조방법
US10825996B2 (en) 2016-09-27 2020-11-03 Massachusetts Institute Of Technology Tunable light emitting diodes utilizing quantum-confined layered perovskite emitters
US10796901B2 (en) * 2016-09-29 2020-10-06 Nanoco Technologies Ltd. Shelling of halide perovskite nanoparticles for the prevention of anion exchange
KR102629585B1 (ko) * 2016-10-04 2024-01-25 삼성전자주식회사 광전 변환 소자 및 이를 포함하는 촬상 장치
EP3306690B1 (en) 2016-10-05 2022-09-07 Raynergy Tek Inc. Organic semiconducting compounds
CN109791987B (zh) 2016-10-05 2023-10-24 天光材料科技股份有限公司 有机半导体化合物
EP3523308B1 (en) 2016-10-05 2023-09-06 Raynergy Tek Inc. Organic semiconducting compounds
EP3526818B1 (en) * 2016-10-14 2021-08-18 Alliance for Sustainable Energy, LLC Oriented perovskite crystals and methods of making the same
CN109891616B (zh) 2016-10-31 2023-09-29 天光材料科技股份有限公司 有机半导体化合物
KR102626917B1 (ko) * 2016-11-24 2024-01-18 삼성전자주식회사 나노결정, 그 제조방법 및 광전자 소자
CN106753336B (zh) * 2016-11-25 2019-08-06 首都师范大学 一种多色卤素钙钛矿荧光材料的制备方法和应用
CN106748885A (zh) * 2016-12-05 2017-05-31 天津市职业大学 一种钙钛矿太阳电池用卤化甲脒铅的生产方法
EP3333170B1 (en) 2016-12-06 2020-04-29 Merck Patent GmbH Asymmetrical polycyclic compounds for use in organic semiconductors
CN106757371A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 山东大学 一种基于甲胺气氛的有机无机复合钙钛矿单晶诱导转变方法及装置
KR102162547B1 (ko) * 2017-01-26 2020-10-08 울산과학기술원 4가 금속 이온을 함유하는 칼코젠화 유무기 페로브스카이트 화합물 및 이의 제조방법
US10651408B2 (en) * 2017-02-14 2020-05-12 International Business Machines Corporation Selenium-fullerene heterojunction solar cell
GB2559800B (en) 2017-02-20 2019-06-12 Oxford Photovoltaics Ltd Multijunction photovoltaic device
JP6378383B1 (ja) 2017-03-07 2018-08-22 株式会社東芝 半導体素子およびその製造方法
CN110914279A (zh) 2017-03-09 2020-03-24 默克专利股份有限公司 有机半导体化合物
EP3379592B1 (en) 2017-03-17 2023-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Photoelectric conversion device including perovskite compound, method of manufacturing the same, and imaging device including the same
JP6960233B2 (ja) * 2017-03-24 2021-11-05 株式会社カネカ 太陽電池モジュール
US11205735B2 (en) 2017-05-05 2021-12-21 Universidad De Antioquia Low temperature p-i-n hybrid mesoporous optoelectronic device
EP3399564A1 (en) * 2017-05-05 2018-11-07 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Inorganic hole conductor based perovskite photoelectric conversion device with high operational stability at long term
EP3401305A1 (en) 2017-05-12 2018-11-14 Dottikon Es Holding Ag Indane derivatives and their use in organic electronics
TWI774767B (zh) 2017-05-12 2022-08-21 瑞士商多蒂孔股份有限公司 茚烷衍生物及其在有機電子產品的用途
CN107266337B (zh) * 2017-05-12 2019-11-19 上海大学 钙钛矿发光材料甲脒溴化铅纳米晶的低温快速制备方法
US11171297B2 (en) 2017-06-30 2021-11-09 Northwestern University Organic-inorganic hybrid perovskite compounds
KR101962848B1 (ko) * 2017-07-17 2019-03-27 포항공과대학교 산학협력단 비대칭 알킬기가 치환된 유기 반도체 화합물 및 이를 포함하는 태양전지
CN109285846B (zh) 2017-07-20 2023-10-13 松下知识产权经营株式会社 光传感器及使用它的光检测装置
CN110998888B (zh) 2017-08-11 2023-09-12 天光材料科技股份有限公司 有机半导体聚合物
WO2019052935A1 (en) 2017-09-13 2019-03-21 Merck Patent Gmbh ORGANIC SEMICONDUCTOR COMPOUNDS
KR102125008B1 (ko) * 2017-09-13 2020-06-22 아주대학교산학협력단 비풀러렌 전자 전달 물질 및 이를 이용한 페로브스카이트 태양전지
KR101952154B1 (ko) * 2017-09-22 2019-02-26 포항공과대학교 산학협력단 다양한 환경에서 사용가능한 인공잎 장치 및 이의 제조방법
US10553367B2 (en) * 2017-10-20 2020-02-04 Qatar Foundation Photovoltaic perovskite oxychalcogenide material and optoelectronic devices including the same
WO2019086400A1 (en) 2017-11-02 2019-05-09 Merck Patent Gmbh Organic semiconducting compounds
US20210184138A1 (en) 2017-11-06 2021-06-17 Kyulux, Inc. Organic-inorganic perovskite, film, light-emitting film, delayed fluorescence-emitting film, light-emitting element, and method for producing light-emitting element
WO2019091995A1 (en) 2017-11-10 2019-05-16 Merck Patent Gmbh Organic semiconducting compounds
EP3486960A1 (en) 2017-11-20 2019-05-22 Universidad De Córdoba Optoelectronic device comprising guanidinium in the organic-inorganic perovskite
CN108023019B (zh) * 2017-12-19 2024-01-02 北京大学深圳研究生院 一种钙钛矿光电晶体管及其制备方法
KR101945814B1 (ko) 2017-12-20 2019-02-08 성균관대학교산학협력단 저항 변화 메모리 소자 및 이의 제조 방법
US11094884B2 (en) * 2018-01-12 2021-08-17 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama Rapid metal oxide layer-specific photonic treatment using UV LED for fabrication of flexible perovskite structures
WO2019154973A1 (en) 2018-02-12 2019-08-15 Merck Patent Gmbh Organic semiconducting compounds
KR102528301B1 (ko) 2018-02-26 2023-05-04 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치 및 조명 장치
CN108400195A (zh) * 2018-03-06 2018-08-14 郑州大学 一种基于Cs2AgBiBr6薄膜的光电导型探测器及制备方法
US11839155B2 (en) 2018-03-28 2023-12-05 Raynergy Tek Inc. Organic semiconducting compounds
CN112352328B (zh) 2018-03-28 2023-09-22 天光材料科技股份有限公司 有机半导体化合物
CN108493341A (zh) * 2018-03-30 2018-09-04 苏州大学 以五氧化二钽作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备
CN112368316A (zh) 2018-04-27 2021-02-12 天光材料科技股份有限公司 有机半导体聚合物
WO2019217583A1 (en) 2018-05-09 2019-11-14 Board Of Trustees Of Michigan State University Near-infrared harvesting transparent luminescent solar concentrators with engineered stokes shift
CN108807986B (zh) * 2018-05-28 2020-10-30 河南工程学院 一种碱式氯化铅微纳结构晶体的制备方法
WO2019244234A1 (ja) * 2018-06-19 2019-12-26 花王株式会社 層状ペロブスカイト、光吸収層、光吸収層付き基板、光電変換素子、及び太陽電池
GB201811538D0 (en) 2018-07-13 2018-08-29 Univ Oxford Innovation Ltd Stabilised a/m/x materials
GB201811537D0 (en) * 2018-07-13 2018-08-29 Univ Oxford Innovation Ltd Turnable blue emitting lead halide perovskites
US12193317B2 (en) 2018-07-13 2025-01-07 Flexenable Technology Limited Organic semiconducting compounds
GB201811539D0 (en) 2018-07-13 2018-08-29 Univ Oxford Innovation Ltd Fabrication process for a/m/x materials
EP3824492A4 (en) 2018-07-18 2022-04-20 Massachusetts Institute of Technology Alternating multi-source vapor transport deposition
CN108987522A (zh) * 2018-07-25 2018-12-11 京东方科技集团股份有限公司 一种光电传感器、光电传感组件及其制作方法
IT201800008110A1 (it) * 2018-08-17 2020-02-17 Eni Spa Dispositivi fotovoltaici comprendenti concentratori solari luminescenti e celle fotovoltaiche a base di perovskite
WO2020048939A1 (en) 2018-09-06 2020-03-12 Merck Patent Gmbh Organic semiconducting compounds
EP3857276A4 (en) 2018-09-24 2022-08-03 Board Of Trustees Of Michigan State University TRANSPARENT LUMINESCENT SOLAR CONCENTRATOR
CN109216560B (zh) * 2018-10-17 2021-02-09 重庆大学 一种具有硫化铟薄膜的无机钙钛矿太阳能电池制备方法及其产品
EP3650438A1 (en) 2018-11-09 2020-05-13 Dottikon Es Holding Ag Di-, tri- and tetraphenylindane derivatives and their use in organic electronics
US10907050B2 (en) 2018-11-21 2021-02-02 Hee Solar, L.L.C. Nickel oxide sol-gel ink
CN109394235B (zh) * 2018-11-27 2022-02-08 浙江清华柔性电子技术研究院 柔性血氧传感器及其制作方法
GB201820427D0 (en) 2018-12-14 2019-01-30 Univ Oxford Innovation Ltd Device interlayer
FI130068B (en) * 2018-12-31 2023-01-31 Aalto Univ Foundation Sr Double-sided solar cell unit
JP6628119B1 (ja) * 2019-01-08 2020-01-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池
WO2020144885A1 (ja) * 2019-01-08 2020-07-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池
US10727428B1 (en) * 2019-02-01 2020-07-28 Natioinal Technology & Engineering Solutions Of Sa Organic-semiconducting hybrid solar cell
WO2020161052A1 (en) 2019-02-06 2020-08-13 Merck Patent Gmbh Organic semiconducting polymers
US20230073741A1 (en) 2019-03-07 2023-03-09 Raynergy Tek Inc. Organic semiconducting composition
PL429454A1 (pl) * 2019-04-02 2020-10-05 Saule Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób otrzymywania jodków organicznych, kompozycja perowskitotwórcza z jodkiem organicznym otrzymanym tym sposobem oraz ogniwo fotowoltaiczne z warstwą perowskitową wytworzoną z tej kompozycji
GB2583965A (en) 2019-05-16 2020-11-18 Oxford Photovoltaics Ltd Photovoltaic device
CA3142542A1 (en) * 2019-06-12 2020-12-17 Ivy Mawusi ASUO Doped mixed cation perovskite materials and devices exploiting same
CN110491996B (zh) * 2019-07-09 2022-08-05 中南民族大学 一种基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基钙钛矿太阳能电池
EP3764406A1 (en) 2019-07-11 2021-01-13 Oxford Photovoltaics Limited Multi-junction photovoltaic device
KR102272548B1 (ko) * 2019-08-08 2021-07-05 고려대학교 산학협력단 페로브스카이트 광전소자 및 이의 제조방법
JP7398681B2 (ja) * 2019-08-27 2023-12-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池
US20210104686A1 (en) * 2019-10-03 2021-04-08 The University Of Toledo Materials and Methods to Improve the Stability of Metal Halide Perovskites
JP2021132108A (ja) * 2020-02-19 2021-09-09 シャープ株式会社 光電変換素子、及び光電変換素子の製造方法
EP4122930A4 (en) * 2020-03-19 2024-03-13 Canon Kabushiki Kaisha PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT AND PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT CONTAINING THIS PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT
CN111430547B (zh) * 2020-03-19 2023-10-17 电子科技大学 一种基于虾青素阴极缓冲层的有机太阳能电池及其制备方法
CN115428183B (zh) * 2020-05-28 2026-03-10 国立研究开发法人科学技术振兴机构 核壳粒子、复合体、光电转换元件用受光部件及光电转换元件
CN113823747A (zh) * 2020-06-18 2021-12-21 Tcl科技集团股份有限公司 纳米材料及其制备方法和发光二极管
JP7662130B2 (ja) 2020-06-18 2025-04-15 オックスフォード フォトボルテイクス リミテッド 金属酸窒化物層を有する多接合型光起電デバイス
WO2022004882A1 (ja) * 2020-07-02 2022-01-06 積水化学工業株式会社 太陽電池
KR20230068438A (ko) 2020-09-22 2023-05-17 케일룩스 코포레이션 통합 탠덤 태양광 모듈 제작을 위한 방법 및 소자
TWI765376B (zh) 2020-10-20 2022-05-21 財團法人工業技術研究院 鈣鈦礦薄膜及其前驅組成物、鈣鈦礦薄膜製備方法、包括此薄膜之半導體元件
WO2022104483A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 Solaires Entreprises Inc. 2d/3d alloyed halide perovskites: method for their preparation and use in solar cells
KR102513963B1 (ko) * 2021-01-12 2023-03-23 동서대학교 산학협력단 광전기화학 물분해(Photoelectrochemical water splitting)용 P(NDI2OD-T2)광전극 제조방법
KR102862451B1 (ko) * 2021-03-16 2025-09-24 주성엔지니어링(주) 태양 전지 및 그 제조 방법
CN115838592A (zh) * 2021-08-23 2023-03-24 中国科学院福建物质结构研究所 一种二维锡基钙钛矿材料及其制备方法和应用
CN115710495B (zh) * 2021-08-23 2025-01-14 中国科学院福建物质结构研究所 一种二维非铅钙钛矿材料及其制备方法和应用
CN113937245B (zh) * 2021-09-03 2023-09-01 华中科技大学 一种高效白光有机无机杂化锌基二维钙钛矿材料与制备
GB202114040D0 (en) 2021-09-30 2021-11-17 Oxford Photovoltaics Ltd Perovskite materials and their use in photocoltaic devices
KR20240105395A (ko) 2021-11-04 2024-07-05 도티콘 이에스 홀딩 아게 스피로-(인단-플루오렌) 타입의 화합물 및 유기 전자장치에서의 이의 용도
KR102855891B1 (ko) * 2021-11-30 2025-09-04 한국화학연구원 비대칭 n형 유기 반도체 화합물, 이의 제조방법 및 이를 함유하는 유기 광 검출기
GB202203452D0 (en) 2022-03-11 2022-04-27 Oxford Photovoltaics Ltd Sequential deposition of perovskites
EP4490337A1 (en) 2022-03-11 2025-01-15 Oxford Photovoltaics Limited Process for making multicomponent perovskites
WO2023247416A1 (en) 2022-06-21 2023-12-28 Dottikon Es Holding Ag Tetraarylbenzidine type compounds and their use in organic electronics
CN114975792B (zh) * 2022-07-27 2022-11-15 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
TWI827340B (zh) * 2022-11-04 2023-12-21 國立清華大學 鈣鈦礦太陽能電池及其製造方法
JPWO2024181311A1 (es) 2023-03-02 2024-09-06
EP4679997A1 (en) * 2023-03-10 2026-01-14 POSTECH Research and Business Development Foundation Perovskite composite comprising pseudohalide additive, electronic device comprising same, and manufacturing method thereof
KR20250064320A (ko) 2023-11-02 2025-05-09 주식회사 엘지화학 양극재의 이물 검출 및 분석 장치 및 방법

Family Cites Families (86)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3323324B2 (ja) 1993-06-18 2002-09-09 株式会社リコー 発光ダイオードおよび発光ダイオードアレイ
US5721634A (en) 1996-10-09 1998-02-24 Boeing North American, Inc. Cesium-germanium halide salts forming nonlinear optical crystals
US5882548A (en) 1997-05-08 1999-03-16 International Business Machines Corporation Luminescent organic-inorganic perovskites with a divalent rare earth metal halide framework
JP3693468B2 (ja) 1997-07-23 2005-09-07 シャープ株式会社 半導体発光素子
US5871579A (en) 1997-09-25 1999-02-16 International Business Machines Corporation Two-step dipping technique for the preparation of organic-inorganic perovskite thin films
US6027666A (en) 1998-06-05 2000-02-22 The Governing Council Of The University Of Toronto Fast luminescent silicon
US6180956B1 (en) 1999-03-03 2001-01-30 International Business Machine Corp. Thin film transistors with organic-inorganic hybrid materials as semiconducting channels
US6420056B1 (en) 1999-07-08 2002-07-16 International Business Machines Corporation Electroluminescent device with dye-containing organic-inorganic hybrid materials as an emitting layer
US6150536A (en) 1999-07-08 2000-11-21 International Business Machines Corporation Dye doped organic-inorganic hybrid materials
US6384321B1 (en) 1999-09-24 2002-05-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrolyte composition, photosensitized solar cell using said electrolyte composition, and method of manufacturing photosensitized solar cell
JP2001148491A (ja) 1999-11-19 2001-05-29 Fuji Xerox Co Ltd 光電変換素子
US6429318B1 (en) * 2000-02-07 2002-08-06 International Business Machines Corporaiton Layered organic-inorganic perovskites having metal-deficient inorganic frameworks
JP3542077B2 (ja) 2000-09-08 2004-07-14 独立行政法人 科学技術振興機構 有機アンモニウム・無機層状ペロブスカイト化合物とその製造方法
JP4278080B2 (ja) 2000-09-27 2009-06-10 富士フイルム株式会社 高感度受光素子及びイメージセンサー
JP2002198551A (ja) 2000-12-27 2002-07-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 光電変換素子とそれを用いた光電変換装置及び光電変換素子の製造方法
JP2002299063A (ja) 2001-04-03 2002-10-11 Japan Science & Technology Corp 臭化鉛系層状ペロブスカイト化合物を発光層とした電界発光素子
US6709929B2 (en) 2001-06-25 2004-03-23 North Carolina State University Methods of forming nano-scale electronic and optoelectronic devices using non-photolithographically defined nano-channel templates
JP4729203B2 (ja) * 2001-07-25 2011-07-20 独立行政法人科学技術振興機構 ハロゲン化鉛系層状ペロブスカイト化合物の燐光を利用した電界発光素子
DE60132450T2 (de) * 2001-09-04 2008-04-17 Sony Deutschland Gmbh Solarzelle und Herstellungsmethode
EP1289030A1 (en) * 2001-09-04 2003-03-05 Sony International (Europe) GmbH Doping of a hole transporting material
JP3779596B2 (ja) 2001-11-16 2006-05-31 独立行政法人科学技術振興機構 ポジトロンエミッショントモグラフィ装置
JP4010170B2 (ja) 2002-04-11 2007-11-21 ソニー株式会社 光電変換素子の製造方法
AU2003242373B9 (en) 2002-06-14 2005-08-11 Matsushita Electric Works, Ltd Photoelectric transducer and its manufacturing method
US20060162767A1 (en) 2002-08-16 2006-07-27 Angelo Mascarenhas Multi-junction, monolithic solar cell with active silicon substrate
JP4259081B2 (ja) 2002-10-10 2009-04-30 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
US7511298B2 (en) 2002-10-10 2009-03-31 Kansai Paint Co., Ltd. Method for forming semiconductor film and use of semiconductor film
US6995445B2 (en) 2003-03-14 2006-02-07 The Trustees Of Princeton University Thin film organic position sensitive detectors
US7741559B2 (en) * 2003-05-13 2010-06-22 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion element
US7868331B2 (en) 2003-06-13 2011-01-11 Panasonic Corporation Light-emitting device having a metal oxide semiconductor porous body with an organic light-emitting material
JP4191566B2 (ja) 2003-09-12 2008-12-03 アトミック エナジー カウンセル − インスティトゥート オブ ニュークリアー エナジー リサーチ 電流ブロック構造を有する発光ダイオードおよびその製造方法
US7045205B1 (en) 2004-02-19 2006-05-16 Nanosolar, Inc. Device based on coated nanoporous structure
WO2005114748A2 (en) 2004-04-13 2005-12-01 Solaris Nanosciences, Inc. Plasmon enhanced sensitized photovoltaic cells
US8592680B2 (en) 2004-08-11 2013-11-26 The Trustees Of Princeton University Organic photosensitive devices
EA010503B1 (ru) 2004-09-27 2008-10-30 Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Им. Б.И.Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" Высокоэффективный узконаправленный преобразователь света
EP1724838A1 (en) 2005-05-17 2006-11-22 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Tandem photovoltaic conversion device
JP2007031178A (ja) 2005-07-25 2007-02-08 Utsunomiya Univ ＣｄＴｅ系酸化物薄膜及びその形成方法
US8034745B2 (en) 2005-08-01 2011-10-11 Amit Goyal High performance devices enabled by epitaxial, preferentially oriented, nanodots and/or nanorods
JP2007095488A (ja) 2005-09-29 2007-04-12 Toshiba Corp 発光素子およびその製造方法
US20110180757A1 (en) 2009-12-08 2011-07-28 Nemanja Vockic Luminescent materials that emit light in the visible range or the near infrared range and methods of forming thereof
ATE450590T1 (de) 2006-04-03 2009-12-15 Koninkl Philips Electronics Nv Organische elektrolumineszenzvorrichtung
JP5084730B2 (ja) 2006-07-05 2012-11-28 日本化薬株式会社 色素増感太陽電池
TW200821321A (en) * 2006-11-14 2008-05-16 Ind Tech Res Inst Ruthenium complexes with tridentate heterocyclic chelate and dye-sensitized solar cells using the same as dye-sensitizers
KR100839371B1 (ko) * 2006-11-17 2008-06-19 삼성에스디아이 주식회사 염료감응 태양전지
KR100838158B1 (ko) 2007-01-04 2008-06-13 한국과학기술연구원 메조 다공성 금속산화물 박막을 포함하는 염료감응태양전지용 광전극 및 이의 제조방법
JP2008189947A (ja) 2007-01-31 2008-08-21 National Institute For Materials Science ペロブスカイト薄膜及びその製造方法
KR20080079894A (ko) 2007-02-28 2008-09-02 삼성에스디아이 주식회사 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법
JP2008227330A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Canon Inc 発光素子
JP2009006548A (ja) 2007-06-27 2009-01-15 Saga Univ 有機無機層状ペロブスカイト化合物薄膜及びその作製方法
US8440908B2 (en) 2007-07-25 2013-05-14 Polymers Crc Ltd. Solar cell and method for preparation thereof
US20090032097A1 (en) 2007-07-31 2009-02-05 Bigioni Terry P Enhancement of dye-sensitized solar cells using colloidal metal nanoparticles
KR20090052696A (ko) 2007-11-21 2009-05-26 한국전자통신연구원 ｐ－ｎ 접합 다이오드를 포함하는 기판을 구비한 염료감응태양전지
US8193704B2 (en) 2008-02-19 2012-06-05 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Perovskite oxide thin film EL element
EP2259377B1 (en) 2008-03-19 2020-06-03 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell
US20110030792A1 (en) * 2008-04-18 2011-02-10 Hernan Miguez Solar to electric energy conversion device
JP2010009786A (ja) 2008-06-24 2010-01-14 Sharp Corp 色素増感型太陽電池および色素増感型太陽電池モジュール
CN101635203B (zh) 2008-07-27 2011-09-28 比亚迪股份有限公司 一种半导体电极及制法和含有该半导体电极的太阳能电池
JP2010103500A (ja) * 2008-09-26 2010-05-06 Toppan Printing Co Ltd 有機電界発光素子及びその製造方法、画像表示装置、照明装置
TW201032340A (en) 2009-02-26 2010-09-01 Nat Applied Res Laboratories A silicon quantum dot near-infrared phototransistor detector
WO2010118321A2 (en) 2009-04-10 2010-10-14 Clean Cell International Inc. Composite nanorod-based structures for generating electricity
KR101061970B1 (ko) 2009-05-25 2011-09-05 한국과학기술연구원 전도성 비금속 필름을 이용한 광전극 및 이를 포함하는 염료감응 태양전지
KR101174088B1 (ko) 2009-06-25 2012-08-14 제일모직주식회사 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
GB0916037D0 (en) * 2009-09-11 2009-10-28 Isis Innovation Device
JP5489621B2 (ja) 2009-09-29 2014-05-14 ヤヱガキ醗酵技研株式会社 光電変換素子とその光電変換素子を用いた光発電装置
GB0920918D0 (en) 2009-11-27 2010-01-13 Isis Innovation Device
KR101068131B1 (ko) * 2009-12-29 2011-09-28 한국화학연구원 광양극 양자점 감응형 태양전지 및 광양극 제조방법
WO2011102677A2 (ko) 2010-02-18 2011-08-25 한국화학연구원 나노구조 무기-유기 이종 접합 태양전지의 제조방법
GB201004106D0 (en) 2010-03-11 2010-04-28 Isis Innovation Device
JP5621488B2 (ja) 2010-03-17 2014-11-12 ソニー株式会社 光電変換装置
JP2011238472A (ja) 2010-05-11 2011-11-24 Sony Corp 光電変換装置
US8907205B2 (en) 2010-06-18 2014-12-09 Institut National De La Recherche Scientifique (Inrs) Combined Pn junction and bulk photovoltaic device
CN102468413B (zh) 2010-11-09 2014-10-29 四川新力光源股份有限公司 一种交流led发光装置
GB201020209D0 (en) 2010-11-29 2011-01-12 Isis Innovation Device
KR101172374B1 (ko) 2011-02-14 2012-08-08 성균관대학교산학협력단 페로브스카이트계 염료를 이용한 염료감응 태양 전지 및 이의 제조방법
US20120048329A1 (en) 2011-06-02 2012-03-01 Lalita Manchanda Charge-coupled photovoltaic devices
US9484475B2 (en) 2011-10-11 2016-11-01 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Semiconductor ferroelectric compositions and their use in photovoltaic devices
WO2013126385A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-29 Northwestern University Photoluminescent compounds
GB201203881D0 (en) 2012-03-05 2012-04-18 Isis Innovation Mesoporous single crystal semiconductore
EP3010054B1 (en) 2012-05-18 2019-02-20 Oxford University Innovation Limited Optoelectronic device
US10388897B2 (en) 2012-05-18 2019-08-20 Oxford University Innovation Limited Optoelectronic device comprising porous scaffold material and perovskites
GB201208793D0 (en) * 2012-05-18 2012-07-04 Isis Innovation Optoelectronic device
EP2693503A1 (en) 2012-08-03 2014-02-05 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Organo metal halide perovskite heterojunction solar cell and fabrication thereof
WO2014042449A2 (ko) 2012-09-12 2014-03-20 한국화학연구원 광흡수 구조체가 구비된 태양전지
GB201216605D0 (en) 2012-09-18 2012-10-31 Isis Innovation Optoelectronic device
GB201309409D0 (en) 2013-05-24 2013-07-10 Isis Innovation Optoelectronic device
MY170170A (en) 2012-09-18 2019-07-09 Univ Oxford Innovation Ltd Optoelectonic device
WO2015177770A2 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Nanowires of organic-inorganic perovskites

Also Published As

Publication number Publication date
HRP20210297T1 (hr) 2021-04-16
DK2850626T3 (en) 2016-05-09
CY1117578T1 (el) 2017-04-26
KR102354816B1 (ko) 2022-01-24
JP7446633B2 (ja) 2024-03-11
KR20150011002A (ko) 2015-01-29
CN110372744B (zh) 2023-08-29
US20220231243A1 (en) 2022-07-21
KR102868645B1 (ko) 2025-10-02
HRP20160559T1 (hr) 2016-06-17
US11038132B2 (en) 2021-06-15
KR20250151584A (ko) 2025-10-21
JP2015517736A (ja) 2015-06-22
EP2850626A1 (en) 2015-03-25
CN107973817B (zh) 2021-08-17
KR102354324B1 (ko) 2022-02-08
KR20170060184A (ko) 2017-05-31
BR112014028704A2 (pt) 2016-08-09
JP2019149564A (ja) 2019-09-05
US20150136232A1 (en) 2015-05-21
WO2013171517A1 (en) 2013-11-21
ES2853476T3 (es) 2021-09-16
KR20220062685A (ko) 2022-05-17
CN107973817A (zh) 2018-05-01
JP6182597B2 (ja) 2017-08-16
KR20230149852A (ko) 2023-10-27
CN104662625A (zh) 2015-05-27
US20220263037A1 (en) 2022-08-18
CN108269922A (zh) 2018-07-10
AU2017268594B2 (en) 2019-12-05
ZA201408425B (en) 2021-05-26
CN107964024A (zh) 2018-04-27
KR102282612B1 (ko) 2021-07-28
PL2850626T5 (pl) 2020-08-10
AU2013261254A1 (en) 2014-11-27
PL3336866T3 (pl) 2021-06-28
AU2017268594A1 (en) 2017-12-21
PL2850626T3 (pl) 2016-09-30
HRP20160559T4 (hr) 2020-07-10
EP3336866B1 (en) 2020-12-16
KR20170141272A (ko) 2017-12-22
CN110452261A (zh) 2019-11-15
EP2850626B1 (en) 2016-02-24
EP3336866A1 (en) 2018-06-20
BR112014028704A8 (pt) 2018-01-02
EP3024005A1 (en) 2016-05-25
CN104662625B (zh) 2019-08-13
JP2022140595A (ja) 2022-09-26
JP6517884B2 (ja) 2019-05-22
AU2013261254B2 (en) 2016-04-21
KR20220013015A (ko) 2022-02-04
JP2017193576A (ja) 2017-10-26
DK3336866T3 (da) 2021-01-25
EP2850626B2 (en) 2019-09-25
KR20200111283A (ko) 2020-09-28
GB201208793D0 (en) 2012-07-04
US20180083213A1 (en) 2018-03-22
KR20200096305A (ko) 2020-08-11
EP3024005B1 (en) 2020-08-26
US11258024B2 (en) 2022-02-22
CN110372744A (zh) 2019-10-25
DK2850626T4 (da) 2020-01-13
BR112014028704B1 (pt) 2018-11-21
PT3336866T (pt) 2021-01-05
CN108269922B (zh) 2021-11-30
ES2565673T3 (es) 2016-04-06
AU2016201773A1 (en) 2016-04-14
CY1123866T1 (el) 2022-05-27
CN107964024B (zh) 2021-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2565673T5 (es) Dispositivos optoelectrónicos con perovskitas organometálicas con aniones mezclados
ES2568623T3 (es) Dispositivo optoeléctrico que comprende material de armazón poroso y perovskitas
ES2707296T3 (es) Dispositivo optoelectrónico