Una célula solar de perovskita mesoscópica totalmente imprimible, sin conductor de agujero y con alta estabilidad

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Energía renovable Energía renovable.
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita (PSC) son prometedoras para la próxima generación de sistemas fotovoltaicos.
• La fabricación actual de PSC a menudo se basa en capas de transporte de agujeros, lo que agrega complejidad y costo.
• El control de defectos y la separación eficiente de la carga son fundamentales para el rendimiento y la estabilidad del PSC.

Objetivo del estudio:

• Para desarrollar una célula solar de perovskita sin capa de transporte de agujeros.
• Investigar el uso de una perovskita de catión mixta con un andamio de doble capa para mejorar el rendimiento.
• Para mejorar la calidad de los cristales de perovskita y la eficiencia de la separación de cargas.

Principales métodos:

• Fabricación de una célula solar de perovskita utilizando un andamio mesoporoso de TiO2 y ZrO2.
• Preparación de una perovskita de catión mixta ((5-AVA) x ((MA) 1-xPbI3) a través de un método de fundición por gota que incorpora el yoduro de ácido 5-amoniovalérico (5-AVA).
• Caracterización de la estructura cristalina de la perovskita, concentración de defectos, llenado de poros y dinámica de separación de cargas.

Principales resultados:

• La plantilla de 5-AVA dio como resultado cristales de perovskita de cationes mixtos con una concentración de defectos reducida y un mejor llenado de poros.
• El contacto mejorado entre la perovskita y el andamio de TiO2 condujo a vidas de excitación más largas y mayores rendimientos cuánticos para la separación de cargas.
• La célula solar fabricada logró una eficiencia certificada de conversión de energía del 12,8%.
• El dispositivo demostró una excelente estabilidad, manteniendo el rendimiento durante más de 1000 horas en el aire ambiente bajo la luz solar.

Conclusiones:

• Una arquitectura de células solares de perovskita sin capa de transporte de agujeros que utilice un andamio de TiO2 / ZrO2 es factible y efectiva.
• La incorporación de ácido 5-amoniovalérico (5-AVA) en la formulación de perovskita mejora significativamente la calidad del cristal y el rendimiento fotovoltaico.
• La célula solar de perovskita desarrollada exhibe una alta eficiencia y una notable estabilidad operativa, allanando el camino para aplicaciones prácticas.