Explorando las propiedades optoelectrónicas y el rendimiento de celdas solares de CsSnIBr perovskitas dobles sin plomo: simulación combinada de DFT y SCAPS
Autores: Rezini, B.; Seddik, T.; Batouche, M.; Abdallah, H. Ben; Ouerghui, W.; Salah, Mostafa M.; Ahsan, Muhammad; Shaker, Ahmed; Al-Muhimeed, Tahani I.; Saeed, Ahmed; Mousa, Mohamed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta resultados detallados sobre el comportamiento físico de las aleaciones CsSnIBr para su posible uso en aplicaciones fotovoltaicas. Los cálculos numéricos basados en la teoría del funcional de densidad (DFT) revelaron que la sustitución de Br en los sitios de I influyó significativamente en la estructura electrónica de CsSnI, resultando en un aumento de los valores de la banda prohibida de 1.33 eV a 2.24 eV. Además, analizamos las propiedades ópticas, incluyendo el coeficiente de absorción, que mostró altos valores en la región de luz visible, destacando las excelentes capacidades de captura de luz del material. Además, se emplearon compuestos CsSnIBr como materiales absorbentes en una celda solar (PSC) de perovskita TiO/CsSnI/P3HT/Ag dopada con flúor para investigar su rendimiento. El proceso de simulación consistió en dos pasos interconectados: (i) los cálculos DFT para derivar las propiedades del material y (ii) la simulación SCAPS-1D (simulador de capacidad de celdas solares unidimensional (1D)) para modelar el rendimiento del dispositivo. Para garantizar la fiabilidad, la simulación SCAPS-1D fue calibrada con datos experimentales. A continuación, se investigó el compuesto CsSnIBr con diversas proporciones de contenido de Br, que oscilaban entre 0 y 6, para proponer un diseño eficiente de celda solar. Además, se optimizó la estructura de la celda, resultando en un desarrollo de la eficiencia de conversión de potencia (PCE) del 0.47% al 3.07%.
Descripción
Este documento presenta resultados detallados sobre el comportamiento físico de las aleaciones CsSnIBr para su posible uso en aplicaciones fotovoltaicas. Los cálculos numéricos basados en la teoría del funcional de densidad (DFT) revelaron que la sustitución de Br en los sitios de I influyó significativamente en la estructura electrónica de CsSnI, resultando en un aumento de los valores de la banda prohibida de 1.33 eV a 2.24 eV. Además, analizamos las propiedades ópticas, incluyendo el coeficiente de absorción, que mostró altos valores en la región de luz visible, destacando las excelentes capacidades de captura de luz del material. Además, se emplearon compuestos CsSnIBr como materiales absorbentes en una celda solar (PSC) de perovskita TiO/CsSnI/P3HT/Ag dopada con flúor para investigar su rendimiento. El proceso de simulación consistió en dos pasos interconectados: (i) los cálculos DFT para derivar las propiedades del material y (ii) la simulación SCAPS-1D (simulador de capacidad de celdas solares unidimensional (1D)) para modelar el rendimiento del dispositivo. Para garantizar la fiabilidad, la simulación SCAPS-1D fue calibrada con datos experimentales. A continuación, se investigó el compuesto CsSnIBr con diversas proporciones de contenido de Br, que oscilaban entre 0 y 6, para proponer un diseño eficiente de celda solar. Además, se optimizó la estructura de la celda, resultando en un desarrollo de la eficiencia de conversión de potencia (PCE) del 0.47% al 3.07%.