Efecto de la orientación molecular interfacial en la eficiencia de conversión de energía de las células solares de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física Química
• Energía renovable

Sus antecedentes:

• La dinámica de los portadores de carga en las interfaces es crucial para el rendimiento de las células solares de heterounión plana.
• La comprensión de la estructura molecular interfacial enterrada es vital para la optimización del dispositivo.
• Los métodos de caracterización existentes carecen de una visión a nivel molecular de las interfaces enterradas.

Objetivo del estudio:

• Para sondear la estructura molecular en las interfaces de la capa de transporte de perovskita/agujero.
• Para correlacionar la estructura molecular interfacial con el rendimiento de las células solares de perovskita.
• Investigar el papel de la estructura de la capa de transporte del agujero en la eficiencia del dispositivo.

Principales métodos:

• Se utilizó la espectroscopia vibratoria de generación de frecuencia de suma (SFG), una técnica vibratoria no lineal sensible a la superficie/interfaz.
• Controlaron la estructura de la capa de transporte de agujero de politiofeno (PT) (HTL) en las células solares de perovskita.
• Varió la longitud de la cadena lateral de los derivados de PT para influir en la orientación interfacial.

Principales resultados:

• Estructuras moleculares probadas con éxito en la interfaz entre perovskita y PT HTL.
• Una orientación PT de borde (normal a la interfaz) resultó en más del doble de la eficiencia de conversión de potencia (PCE) en comparación con una orientación tumbada (tangencial).
• Las cadenas laterales de alquilo más cortas en los derivados de PT promovieron la orientación de borde y una mayor PCE.

Conclusiones:

• La estructura molecular interfacial, específicamente la orientación PT, influye significativamente en la PCE de las células solares de perovskita.
• La orientación PT en el borde en la interfaz enterrada mejora la dinámica del portador de carga y el rendimiento del dispositivo.
• La adaptación de la estructura molecular HTL ofrece una vía para optimizar la eficiencia de las células solares de perovskita.