Perovskita dopada con Mn2+ (PEA)2PbBr4 con gran desplazamiento de Stokes para concentradores solares luminiscentes eficientes

GONG Mengmeng ,  

SHI Hui ,  

ZHANG Rui ,  

JIN Pengyu ,  

XIE Zijie ,  

HE Yudong ,  

JIANG Zhaoyi ,  

QIN Zhenxing ,  

ZHANG Yufei ,  

SONG Kai ,  

REN Weijie ,  

摘要

Los concentradores solares luminiscentes (LSC) han recibido gran atención debido a su potencial en la integración fotovoltaica en edificios de gran superficie. Para lograr un LSC eficiente se debe superar la pérdida por reabsorción, manteniendo una alta eficiencia cuántica de fotoluminiscencia (PLQY) y una absorción espectral amplia. Los materiales híbridos de perovskita bidimensional orgánica-inorgánica (como (PEA)2PbBr4, PEA+ = C8H12N+) muestran perspectivas de aplicación en dispositivos optoelectrónicos de bajo costo, su estrategia de dopaje permite el control independiente de la absorción y la emisión de luz, lo cual es vital para los LSC. Sin embargo, el pequeño desplazamiento de Stokes inherente a las perovskitas 2D causa una severa pérdida por reabsorción que limita la eficiencia de los LSC. En este estudio, se preparó con éxito la perovskita bidimensional dopada con Mn2+ Mn:(PEA)2PbBr4 mediante un método de estado sólido a alta temperatura, se examinaron sus propiedades ópticas y se investigó el rendimiento del dispositivo cuando se aplica en LSC. Los resultados muestran que el dopaje con Mn2+ induce un desplazamiento de Stokes de hasta 310 nm (pico de absorción ~300 nm, pico de emisión ~610 nm). Esta perovskita se incorporó en una matriz de polidimetilsiloxano (PDMS) con diferentes fracciones en masa (0,15-0,60 %). Las pruebas de rendimiento optoelectrónico indican que la película Mn:(PEA)2PbBr4@PDMS con un 0,60 % en peso mostró el mejor desempeño, con una eficiencia óptica externa (ηopt) de 7,57 % y una eficiencia máxima de conversión de potencia (PCE) de 1,246 % bajo iluminación estándar AM1.5G.

关键词

Mn:(PEA)2PbBr4;concentrador solar;fotovoltaico;energía solar;perovskita bidimensional

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