La incorporación de cationes de rubidio en las células solares de perovskita mejora el rendimiento fotovoltaico

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita (CPS) son una tecnología fotovoltaica prometedora.
• Los PSC actuales utilizan cationes que se adhieren al factor de tolerancia para la incorporación de la red.
• La optimización de las propiedades de los materiales de perovskita es crucial para mejorar el rendimiento de la PSC.

Objetivo del estudio:

• Investigar la incorporación de cationes de rubidio en los materiales de perovskita.
• Para mejorar las propiedades del material y el rendimiento de las células solares de perovskita.
• Evaluar la estabilidad y la eficacia de las PSC que contienen rubidio.

Principales métodos:

• Incorporación de cationes de rubidio pequeños y estables a la oxidación (Rb+) en una estructura de "cascada de cationes".
• Fabricación y caracterización de las células solares de perovskita.
• Pruebas de rendimiento que incluyen eficiencia estabilizada, electroluminiscencia y estabilidad de funcionamiento bajo iluminación.

Principales resultados:

• Se han logrado eficiencias estabilizadas de conversión de energía de hasta el 21,6% en áreas pequeñas y del 19,0% en áreas más grandes (0,5 cm2).
• Se ha demostrado una electroluminiscencia alta del 3,8% y una tensión de circuito abierto de 1,24 V a una brecha de banda de 1,63 eV.
• Las celdas recubiertas de polímero conservaron el 95% del rendimiento inicial después de 500 horas a 85°C bajo iluminación.

Conclusiones:

• La incorporación de cationes de rubidio a través de una "cascada de cationes" mejora significativamente las propiedades del material de perovskita.
• Las células solares de perovskita desarrolladas presentan una alta eficiencia y una mayor estabilidad operativa.
• Estos hallazgos sugieren una vía viable para desarrollar células solares de perovskita más robustas y eficientes.