Control sintético sobre la distribución de la anchura del pozo cuántico y la migración del portador en fotovoltaicos...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Las instalaciones fotovoltaicas
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las perovskitas de halogenuros metálicos ofrecen altas eficiencias fotovoltaicas pero sufren de inestabilidad.
• Las perovskitas de baja dimensión con ligandos orgánicos mejoran la estabilidad mediante la formación de pozos cuánticos (QW).
• La distribución del ancho de QW en películas delgadas causa variaciones de brecha de banda y limita el rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Para lograr un control refinado sobre la distribución del ancho de QW en perovskitas de baja dimensión.
• Investigar la influencia del ancho de QW en el rendimiento fotovoltaico.
• Para mejorar la estabilidad y la eficiencia de las células solares de perovskita.

Principales métodos:

• Utilizando allylammonium como un ligando para reducir la distribución del ancho de QW.
• Fabricación de células solares de perovskita de pozo cuántico (PQW) a base de alilamonio.
• Optimización de los dispositivos PQW utilizando estrategias de cationes mixtos.
• Evaluar la estabilidad del dispositivo en condiciones ambientales.

Principales resultados:

• Los ligandos de alilamonio dieron como resultado una distribución de ancho de QW más estrecha.
• Las longitudes de difusión de electrones y agujeros aumentaron en 1.4 × y 1.9 ×, respectivamente.
• La eficiencia de conversión de potencia (PCE) aumentó al 14,4% con alilamonio, en comparación con el 11-12% para otros ligandos.
• Los dispositivos optimizados lograron un 16,5% de PCE y mantuvieron un 90% de eficiencia después de 650 horas.

Conclusiones:

• Los ligandos de alilamonio mejoran significativamente la estabilidad y el rendimiento de las células solares PQW.
• Distribuciones QW más estrechas conducen a un mayor transporte de carga y PCEs más altos.
• Estos hallazgos allanan el camino para una energía fotovoltaica de perovskita más estable y eficiente.