Fotovoltaicos en tándem de perovskita y perovskita con espacios de banda optimizados

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Las instalaciones fotovoltaicas

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita ofrecen una alternativa de bajo costo prometedora al silicio.
• Las células solares en tándem aumentan la eficiencia al apilar materiales con diferentes espacios de banda.
• El desarrollo de perovskitas estables y eficientes que absorben el infrarrojo es crucial para los dispositivos avanzados en tándem.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar las células solares en tándem de perovskita-perovskita eficientes y estables.
• Desarrollar un material de perovskita que absorba el infrarrojo para aplicaciones en tándem.
• Para explorar las arquitecturas monolíticas de dos terminales y las arquitecturas en tándem de cuatro terminales apiladas mecánicamente.

Principales métodos:

• Sintetizó una nueva perovskita que absorbe el infrarrojo (FA _0.75Cs _0.25Sn _0.5Pb _0.5I ₃) con una brecha de banda de 1.2 eV.
• Células tandem monolíticas de dos terminales fabricadas mediante la combinación del absorbente infrarrojo con una perovskita de banda más ancha (FA _0.83 Cs _0.17 Pb(I _0.5 Br _0.5) ₃).
• Celdas en tándem de cuatro terminales apiladas mecánicamente construidas con los materiales desarrollados.

Principales resultados:

• La perovskita que absorbe el infrarrojo alcanzó un 14,8% de eficiencia.
• Las celdas tándem monolíticas de dos terminales alcanzaron un 17,0% de eficiencia con un voltaje de circuito abierto de > 1,65 V.
• Las celdas en tándem de cuatro terminales apiladas mecánicamente lograron una eficiencia del 20,3%.
• La perovskita que absorbe el infrarrojo demostró una excelente estabilidad térmica y atmosférica.

Conclusiones:

• Las células solares en tándem perovskita-perovskita desarrolladas muestran una alta eficiencia y una estabilidad mejorada.
• Este enfoque de materiales y dispositivos es adecuado para lograr eficiencias altas a largo plazo en las células solares de película delgada de toda perovskita.
• Los hallazgos contribuyen al avance de soluciones de energía solar de bajo costo y alto rendimiento.