Estudio del compuesto CH3NH3PbI3 con estructura perovskita para celdas fotovoltaicas

Abstract

Due to the climate changes which are taking place on our planet, which it is believed that have been generated because of the overconsumption of fossil fuels and minerals. During extraction, production, and using of fuels, they release toxic fumes and polluting byproducts. Hence, several alternatives arise for the energy exploitation, such as nuclear, wind, hydraulic, solar energy and so on. The solar energy is abundant but very few used during mankind history, then, along the last century photovoltaic cells have been made up from silice and GaAs, giving as a result convertion efficiencies around 28%, due to silice-based cells have mantained its efficiency almost unchanged along the last decades besides Ga and As are not abundant materials in nature, which has generated raw materials costs for making up GaAs-based solar cells increase. It has arisen new alternative photovoltaic materials. Among other materials, we can mention hybrid perovskites compounds from organic halide (CH3NH3PbX3), which have reached high efficiencies (around 22%) in less than a decade. At the present work, it is propoused to obtaining the compound CH3NH3PbI3 with a perovskite structure, aiming its morphology can be as homogeneous as possible. Equally, structural, morphologic and topographical studies were performed.

Debido a los cambios climáticos que está presentando el planeta, los cuales se cree que han sido generados por consumo excesivo de los combustibles fósiles y minerales. Dichos combustibles al momento de su extracción, producción y utilización generan gases tóxicos y residuos sólidos contaminantes. Por consiguiente, surgen varias alternativas para el aprovechamiento de la energía, tal es el caso de la energía nuclear, eólica, hidráulica y solar, entre otras. La energía solar es abundante pero de muy poco aprovechamiento en la historia de la humanidad, en este sentido en el último siglo se ha estudiado intensamente a través de celdas fotovoltaicas fabricadas a partir de silicio y GaAs, dando como resultado eficiencias de conversión de aproximadamente un 28%. Debido a que las celdas a base silicio han mantenido su eficiencia sin grandes variaciones en las últimas décadas y que tanto el Ga como el As no son abundantes en la naturaleza, lo cual genera que los costos de las materias primas para procesar las celdas solares de GaAs sean altos, han surgido nuevas alternativas de materiales fotovoltaicos. Entre estos materiales podemos mencionar a los compuestos de perovskita híbrida de halogenuro orgánico (CH3NH3PbX3), que han logrado eficiencias muy altas (del orden del 22%) en menos de una década. En el presente trabajo se propone obtener el compuesto con estructura perovskita CH3NH3PbI3, buscando que su morfología sea lo más homogénea posible. Igualmente, se realizaron estudios estructurales, morfológicos y topográficos del mismo.