Ingeniería de composición de materiales de perovskita para celdas solares de alto rendimiento

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.
• Química del estado sólido.

Sus antecedentes:

• Las perovskitas de haluro de plomo inorgánico-orgánico son prometedoras para las células solares eficientes y de bajo costo.
• Las perovskitas de haluro de plomo y metilaamonio han logrado las eficiencias más altas reportadas hasta la fecha.
• El yoduro de plomo de formamidinium (FAPbI3) ofrece una brecha de banda estrecha, pero sufre de inestabilidad.

Objetivo del estudio:

• Para mejorar la estabilidad y la eficiencia de las células solares de perovskita.
• Para investigar los efectos sinérgicos de la combinación de FAPbI3 con bromuro de plomo de metilamonio (MAPbBr3).
• Explorar el potencial de una arquitectura de perovskita de dos capas para aplicaciones fotovoltaicas.

Principales métodos:

• Fabricación de una arquitectura de celdas solares de dos capas utilizando FAPbI3 y MAPbBr3.3.
• Investigación de la estabilidad de fase y la morfología de la capa de perovskita.
• Análisis de las características de tensión-corriente, incluida la histéresis.
• Evaluación del rendimiento en condiciones de iluminación estándar.

Principales resultados:

• La incorporación de MAPbBr3 en FAPbI3 estabilizó significativamente la fase de perovskita.
• La estructura de dos capas mejoró la eficiencia general de conversión de potencia a más del 18%.
• Se descubrió que la morfología y la estabilidad de fase dependen de la composición química.

Conclusiones:

• La combinación de FAPbI3 con MAPbBr3 en una arquitectura de dos capas supera la inestabilidad de FAPbI3.
• Este enfoque produce células solares de perovskita altamente eficientes y estables.
• Las perovskitas de halogenuros de plomo demuestran un potencial significativo para las tecnologías fotovoltaicas de próxima generación.