Síntesis y caracterización de puntos cuánticos de perovskita de CsPbX3 (X= Br y I) con alta eficiencia cuántica con y sin atmósfera Controlada y de nanomateriales de perovskita de CsPbClxBr3-x con aplicaciones en celdas fotovoltaicas

Abstract

Photovoltaics has been a crucial renewable technology in recent years because solar energy has enormous potential compared to other renewable sources. Although, the development of solar cells depends on semiconductor materials that improve their efficiency and stability. Perovskite quantum-dot solar cells (PQDSC) have an interesting potential in photovoltaics because halide perovskite quantum dots have played an essential role as semiconductors. This work aims to synthesize and characterize cesium lead halide perovskite quantum dots (CsPbX3 X=Br, I) in inert and non-inert atmospheres and cesium lead halide perovskite nanomaterials (CsPbClxBr3-x) by hot injection method, evaluating structural, optical and electrical properties in solar-cell applications. Different spectroscopic and microscopic techniques characterized synthetized-perovskite nanomaterials. On the other hand, photovoltaic devices were constructed using perovskite quantum dots, which were described to know how the phenomena that lead to charge transfer within them could occur. In conclusion, the previously stated objectives were achieved, and it was possible to prove that metal halide perovskite quantum dots and nanomaterials have suitable properties for constructing photovoltaic devices such as solar cells.

La energía fotovoltaica ha sido una importante tecnología renovable en los últimos años, debido a que la energía solar tiene un potencial significativo en comparación con otras fuentes renovables de energía. De esta manera, el desarrollo de celdas solares depende, entre muchos factores, del avance en la síntesis de materiales semiconductores que mejoren las eficiencias de conversión de energía y la estabilidad de estos dispositivos fotovoltaicos. Las celdas solares basadas en puntos cuánticos de perovskita (PQDSC, por su sigla en inglés) tienen un potencial de interés en este rubro, porque los puntos cuánticos de perovskita han jugado un rol esencial como materiales semiconductores. El presente trabajo tiene como objetivo sintetizar y caracterizar puntos cuánticos de perovskita de haluros de cesio y plomo (CsPbX3 X=Br y I) con y sin atmósfera controlada y nanomateriales de bromuro y cloruro de cesio y plomo (CsPbClxBr3-x), mediante el método de Inyección Coloidal en Caliente, evaluando sus propiedades estructurales, ópticas y electrónicas para aplicaciones en celdas solares. Los nanomateriales de perovskita sintetizados fueron caracterizados por diferentes técnicas espectroscópicas y microscópicas. Por otro lado, se construyeron dispositivos fotovoltaicos usando puntos cuánticos de perovskita, los cuales fueron caracterizados con el fin de conocer cómo podría ocurrir los fenómenos que conllevan a la transferencia de carga dentro de los mismos. En conclusión, se lograron los objetivos previamente planteados y se pudo comprobar que los puntos cuánticos y nanomateriales de perovskita de haluros metálicos tienen propiedades adecuadas para la construcción de dispositivos fotovoltaicos como las celdas solares.