Explorando perovskitas sin plomo como materiales eficientes en la absorción de energía solar mediante simulaciones por ordenador

Abstract

[spa] En la última década las células solares de perovskitas hibridas de haluro de plomo han surgido como una solución prometedora a la obtención de energía solar de bajo coste. Sin embargo, la presencia de plomo en estos materiales lleva asociados problemas medioambientales y de estabilidad. En el presente trabajo se han explorado a nivel teórico un conjunto de 1425 materiales para la sustitución del plomo en los sistemas de tipo perovskita. La metodología utilizada ha permitido predecir cuales de ellos presentan unas cualidades estructurales, electrónicas y ópticas adecuadas para la absorción solar. Como candidatos se presentan los compuestos ASnI3, con un conjunto de anchos de banda prohibida de 1,3 a 1,5 eV. Por otro lado, el estudio de las características de los sistemas AEuI3 muestra su potencial para su aplicación en otros dispositivos optoelectrónicos.

[cat] A l'última dècada les cèl·lules solars de perovskites híbrides d'halur de plom han sorgit com una solució prometedora a l'obtenció d'energia solar de baix cost. Tot i això, la presència de plom en aquests materials porta associats problemes ambientals i d'estabilitat. En aquest treball s'han explorat a nivell teòric un conjunt de 1425 materials per a la substitució del plom als sistemes de tipus perovskita. La metodologia utilitzada ha permès predir quins presenten unes qualitats estructurals, electròniques i òptiques adequades per a l'absorció solar. Com a candidats es presenten els compostos ASnI3, amb un conjunt d’amples de banda prohibits de 1,3 a 1,5 eV. D'altra banda, l'estudi de les característiques dels sistemes AEuI3 mostra el seu potencial per aplicar-los en altres dispositius optoelectrònics.

[eng] In the last decade, lead halide hybrid perovskite solar cells have emerged as a promising solution for low-cost solar power generation. However, the presence of lead in these materials is associated with environmental and stability problems. In the present work, a set of 1425 materials for lead substitution in perovskite-type systems have been explored at a theoretical level. The methodology used has allowed us to predict which of them present structural, electronic and optical qualities suitable for solar absorption. ASnI3 compounds are presented as candidates, with a set of band gaps from 1.3 to 1.5 eV. On the other hand, the study of the characteristics of AEuI3 systems shows their potential for application in other optoelectronic devices.