Panigrahi, ShrabaniÁguas, HugoMarques, Nuno Filipe Glória2024-03-072024-03-072023-12http://hdl.handle.net/10362/164580Perovskite solar cells (PSCs) have become one of the most promising and exciting photovoltaic technology due to their simplicity in fabrication, amazing optoelectronic properties of the perovskites, and high-power conversion efficiency. Perovskites possess extraordinary optoelectronic properties such as high carrier mobil- ity, long diffusion length, long charge carrier lifetime, high absorption coefficient and tunable bandgap. The electron transport layer (ETL) in PSCs plays a significant role in the charge carrier dynamics and ph otovoltaic characteristics of devices. In this study, Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)-complexed SnO2 (E-SnO2) was effectively prepared by using a simple, ambient-conditioned, low temperature chemical synthesis tech- nique and used as an ETL for PSCs to increase the device efficiency and long-term stability. Different con- centration-based E-SnO2 solution was prepared by mixing EDTA solution with various concentrations of SnO2 aqueous solutions to optimize the best concentration for high efficiency PSCs. It has been observed that EDTA can improve the properties of the perovskite layer by increasing the grain size, crystallinity, and surface po- tential, facilitating the carrier transport from the perovskite to HTL. After EDTA treatment, lead iodide (PbI2) was also appeared across the GBs and surfaces of the perovskite film which has been utilized to passivate the defects at perovskite film surfaces. According to the literature, the Fermi level of E-SnO2 is better matched with the conduction band of perovskite resulting in a higher open-circuit voltage (VOC). An enhancement of VOC ~ 200 mV mainly causes for the efficiency improvement from 13.20 % to 15.51 % for the best E-SnO2 (7.5%) based solar cell. The utilization of the complex ETL technique demonstrates the significant potential of E-SnO2 as an ETL in regulating the perovskite layer and hence, enhancing the stability and efficiency of PSCs.As células solares de perovskite (PSCs) tornaram-se uma das tecnologias fotovoltaicas mais promissoras e interessantes devido à sua simplicidade de fabrico, incríveis propriedades optoelectrónicas e alta eficiência de conversão de energia. As perovskites possuem propriedades optoelectrónicas extraordinárias, como alta mobilidade de portadores, longo comprimento de difusão, longa vida útil do portador de carga, alto coeficiente de absorção e bandgap ajustável. A camada de transportadora de eletrões (ETL) em PSCs desempenha um papel significativo na dinâmica do portador de carga e nas características fotovoltaicas dos dispositivos. Neste estudo, ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) complexado com SnO2 (E-SnO2) foi efetivamente preparado usando uma técnica de síntese química simples, condicionada ao ambiente e de baixa temperatura e foi usado como um ETL para PSCs para aumentar a eficiência do dispositivo e estabilidade a longo prazo. Diferentes concentrações de soluções de E-SnO2 foram preparadas misturando solução de EDTA com várias concentrações de soluções aquosas de SnO2 para otimizar a melhor concentração para PSCs de alta eficiência. Foi observado que o EDTA pode melhorar as propriedades da camada de perovskite, aumentando o tamanho do grão, a cristalinidade e o potencial de superfície, facilitando o transporte de portadores da perovskite para o HTL. Após o tratamento com EDTA, iodeto de chumbo (PbI2) também apareceu nos GBs e nas superfícies do filme de perovskite, o qual foi utilizado para passivar os defeitos nas superfícies do filme de perovskite. De acordo com a literatura, o nível de Fermi de E-SnO2 combina melhor com a banda de condução da perovskite, resultando em uma maior tensão de circuito aberto (VOC). Um aumento de VOC ~ 200 mV causa principalmente a melhoria da eficiência de 13.20% para 15.51% para a melhor célula solar baseada em E-SnO2 (7.5%). A utilização da técnica complexa de ETL demonstra o potencial significativo do E-SnO2 como ETL na regulação da camada de perovskite e, portanto, no aumento da estabilidade e eficiência das PSCs.engPerovskite solar cellElectron transport layerSnO2E-SnO2lead iodidemaster thesis