Anillo fusionado de alto rendimiento, receptor de electrones y híbrido de perovskita

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares híbridas orgánicas-inorgánicas son prometedoras para la energía renovable.
• Los materiales de perovskita ofrecen una alta eficiencia, pero se enfrentan a desafíos de estabilidad.
• Los materiales aceptadores de electrones juegan un papel crucial en la extracción de carga.

Objetivo del estudio:

• Investigar el uso de los híbridos de receptor de electrones en anillo fundido (FREA) y perovskita en las células solares.
• Mejorar la eficiencia y la estabilidad de las células solares híbridas orgánicas e inorgánicas.
• Comprender el papel de FREA en las propiedades de la película de perovskita y la dinámica de carga.

Principales métodos:

• Fabricación de películas híbridas de FREA y perovskita.
• Caracterización de la morfología de la película y la cristalinidad (tamaño del grano, cristalinidad).
• Mediciones fotofísicas (fotoluminiscencia con resolución temporal, absorción transitoria) para estudiar la dinámica de las cargas.
• Pruebas de rendimiento del dispositivo (fotocorriente y fotovoltaje transitorios) de las células solares.

Principales resultados:

• Las películas híbridas de FREA-perovskita mostraron tamaños de grano más grandes y una mejor cristalinidad en comparación con las películas de perovskita prístina.
• FREA pasiva los estados de trampa mediante la coordinación con los átomos de Pb subcoordinados.
• FREA facilitó la extracción y recolección de electrones eficientes, lo que condujo a una transferencia de carga más rápida.
• Se observó una reducción de la recombinación de carga en los dispositivos basados en FREA.

Conclusiones:

• La plataforma híbrida FREA-perovskita permite la fabricación sencilla de células solares híbridas orgánicas-inorgánicas estables y de alta eficiencia.
• La incorporación de FREA mejora la calidad de la película de perovskita y las propiedades de transporte de carga.
• Este enfoque logró una eficiencia de células solares campeona del 21,7%, superando a los dispositivos de control (19,6%).