Design and Characterization of Hybrid Perovskite for New Generation Solar Cells

Perovskites are semiconductors with ideal optoelectronic properties (like high absorption and high charge mobility) for photovoltaic applications and at a low cost. However, their commercial application is limited by the instability of this material. The degradation of perovskite is caused by some external factors such as oxygen and humidity. In this thesis both structures (NIP and PIN) of perovskite solar cells have been studied. To make them more stable and efficient, they have been treated with new passivation methods and with recently synthesized materials that have led to the achievement of the goal. Various characterization techniques were also used to understand the reasons for the performance improvements of these devices. This allowed obtaining a greater knowledge of the mechanisms of the improvements and consequently to closer commercialization of these perovskites.

Le perovskiti sono semiconduttori con caratteristiche optoelettroniche ideali per l’applicazione fotovoltaica (elevato assorbimento, alta mobilità di carica) e con un basso costo. Tuttavia, la loro applicazione commerciale è limitata dall’instabilità di questo materiale. Il degrado della perovskite è causato da alcuni fattori esterni come ossigeno e umidità. In questa tesi sono state studiate entrambe le strutture (NIP e PIN) delle celle solari a perovskite. Per renderle più stabili ed efficienti sono state trattate con nuovi metodi di passivazione e con materiali di recente sintesi che hanno portato al raggiungimento dell’obiettivo. Sono state anche usate diverse tecniche di caratterizzazione per comprendere le ragioni dei miglioramenti nelle prestazioni di questi dispostivi. Questo ha permesso di ottenere una maggiore conoscenza dei meccanismi dei miglioramenti e di conseguenza a una più vicina commercializzazione di questo materiale.