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 a gran escala en edificios. Para lograr un LSC eficiente es necesario superar las pérdidas por reabsorción, manteniendo al mismo tiempo una alta eficiencia cuántica de fotoluminiscencia (PLQY) y una absorción espectral amplia. Los materiales híbridos organo-inorgánicos bidimensionales de perovskita (como (PEA)2PbBr4, donde PEA+=C8H12N+) muestran perspectivas de aplicación en dispositivos optoelectrónicos de bajo costo, y su estrategia de dopaje permite un control independiente de la absorción y emisión de luz, lo cual es crucial para los LSC. Sin embargo, el pequeño desplazamiento de Stokes inherente a las perovskitas bidimensionales provoca pérdidas significativas por reabsorción, limitando la eficiencia de los LSC. En este estudio, se preparó con éxito el perovskita bidimensional dopado con Mn2+, Mn∶(PEA)2PbBr4, mediante un método sólido de alta temperatura, se investigaron sus características ópticas y se estudió el rendimiento de dispositivos aplicados en LSC. Los resultados muestran que la dopación con Mn2+ induce un desplazamiento de Stokes de hasta 310 nm (pico de absorción ~300 nm, pico de emisión ~610 nm). Este perovskita se incorporó en una matriz de policloruro de polidimetilsiloxano (PDMS) en diferentes fracciones de masa (0,15%~0,75%) para preparar películas delgadas. Las pruebas de rendimiento optoelectrónico indicaron que la película Mn∶(PEA)2PbBr4@PDMS con 0,60% proporcionó el mejor desempeño, con una eficiencia óptica externa (ηopt) del 7,57% y una eficiencia máxima de conversión de potencia (PCE) del 1,246% bajo iluminación estándar AM1.5G.

关键词

Mn∶(PEA)2PbBr4;concentradores solares;fotovoltaica;energía solar;perovskitas bidimensionales

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