Celdas solares de perovskita estables y libres de metilamonio en una arquitectura plana

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita de alto rendimiento (PSC) a menudo contienen bromo (Br) y metilamonio (MA), lo que lleva a brechas de banda subóptimas e inestabilidad térmica.
• Evitar Br y MA es crucial para desarrollar perovskitas más estables con propiedades optoelectrónicas mejoradas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar perovskitas basadas en formamidinio altamente cristalinas, libres de Br y MA.
• Para lograr una alta eficiencia y una mayor estabilidad en las células solares de perovskita mediante la eliminación de componentes inestables.
• Explorar nuevas direcciones para la comercialización de perovskita a través de materiales estables y compatibles.

Principales métodos:

• Ajuste de cationes inorgánicos utilizando rubidio (Rb) y cesio (Cs) para crear perovskitas a base de formamidinio.
• Fabricación de celdas solares planas de perovskita utilizando capas intermedias poliméricas en las interfaces de transporte de carga.
• Caracterización del dispositivo para determinar la eficiencia de la conversión de potencia y la estabilidad de funcionamiento.

Principales resultados:

• Se ha demostrado que las perovskitas basadas en formamidinio son altamente cristalinas, sin Br ni MA.
• Se logró una eficiencia de conversión de potencia estabilizada del 20,35% en una arquitectura de dispositivo plano.
• Mostró una estabilidad drásticamente mejorada en comparación con los PSC convencionales, sin capas intermedias mesoporosas y con temperaturas de procesamiento inferiores a 100 °C.

Conclusiones:

• Las perovskitas a base de formamidina sin Br o MA son una alternativa viable y prometedora para las células solares de alto rendimiento.
• El ajuste de cationes inorgánicos es una estrategia eficaz para mejorar la cristalinidad y la estabilidad de la perovskita.
• Las perovskitas libres de MA representan un avance significativo hacia una tecnología de células solares de perovskita estable, eficiente y comercialmente viable, adecuada para tándems y sustratos flexibles.