Iodosaltas moleculares semiconductores estables al aire para aplicaciones de celdas solares: Cs2SnI6 como conductor...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las perovskitas tradicionales a base de estaño (por ejemplo, CsSnI3, CH3NH3SnI3) contienen estaño en el estado de oxidación 2+, lo que requiere atmósferas inertes para su fabricación.
• Esta inestabilidad limita su aplicación práctica en la fabricación escalable de células solares.
• El desarrollo de alternativas estables al aire es crucial para el avance de las tecnologías de celdas solares de próxima generación.

Objetivo del estudio:

• Introducir una nueva clase de compuestos moleculares de iodosala para las aplicaciones de células solares.
• Investigar la estabilidad al aire y a la humedad de estos compuestos en comparación con las perovskitas tradicionales.
• Demostrar la fabricación y el rendimiento de las células solares sensibles al colorante de estado sólido (DSSC) utilizando estos nuevos materiales.

Principales métodos:

• Compuestos de iodosaltas moleculares sintetizados con estaño en el estado de oxidación 4+.
• Células solares fabricadas en estado sólido sensibilizadas al tinte (DSSC) en el aire ambiente utilizando Cs2SnI6 como transportador de agujero y una película de TiO2 mesoporo.
• Rendimiento del dispositivo optimizado por el dopaje Cs2SnI6 con aditivos y el empleo de mezclas de tintes de porfirina.

Principales resultados:

• Los compuestos moleculares de iodosaltas exhiben una mayor estabilidad en el aire y la humedad debido al estado de oxidación de estaño (IV).
• Fabricó con éxito DSSCs de estado sólido procesados por aire utilizando Cs2SnI6 como transportador de agujero.
• Se logró una eficiencia de conversión de energía del 4,7% con un Z907 DSSC y casi el 8% con tintes de porfirina y confinamiento de fotones.

Conclusiones:

• Los compuestos moleculares de iodosala son alternativas estables y prometedoras para las células solares de próxima generación.
• La fabricación de DSSC procesables por aire es factible utilizando estos materiales, lo que reduce la complejidad de la fabricación.
• Estos hallazgos representan un avance significativo hacia soluciones de energía solar de bajo costo, estables, libres de plomo y ambientalmente benignas.