Porfirina de monoamonio para el recubrimiento de celdas solares estables de perovskita de gran superficie con una...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• El control eficiente de la cristalización de la película de perovskita y los defectos es crucial para las células solares de perovskita (PSC) de alto rendimiento y estabilidad.
• La fabricación de películas uniformes de perovskita en grandes superficies sigue siendo un desafío importante para la comercialización de las PSC.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método fácil para la preparación de películas de perovskita uniformes de gran superficie con mejor rendimiento y estabilidad fotovoltaica.
• Investigar el papel de la porfirina de zinc monoamónico (ZnP) incorporada en el control de la cristalización de la perovskita y los defectos de pasivación.

Principales métodos:

• Incorporación directa de porfirina de zinc monoamónico similar al tensioactivo (ZnP) en soluciones precursoras de perovskita de yoduro de metilamonio.
• Técnica de recubrimiento de cuchillas para la fabricación de películas de perovskita uniformes de gran superficie (hasta 16 cm2).
• Análisis detallado de los efectos del ZnP en la cristalización de la perovskita, la pasivación de defectos y el rendimiento del dispositivo.

Principales resultados:

• Se logró una eficiencia de conversión de potencia sin precedentes del 18,3% para las PSC de gran superficie revestidas con láminas (1,96 cm2) con ZnP.
• Se ha demostrado una alta eficiencia del 20,5% para dispositivos de pequeña superficie (0,1 cm2).
• El ZnP controlaba efectivamente la cristalización y los defectos pasivados en las superficies de perovskita y los límites de los granos.
• Los dispositivos encapsulados con ZnP conservaron más del 90% de la eficiencia inicial después de 1000 horas de ensayo de estabilidad (85 °C, humedad del 45%).

Conclusiones:

• La encapsulación molecular utilizando ZnP ofrece un enfoque sinérgico para el recubrimiento de gran área, la adaptación de la morfología y la supresión de defectos en películas de perovskita.
• Esta estrategia mejora significativamente tanto el rendimiento fotovoltaico como la estabilidad operativa de las células solares de perovskita.
• Los hallazgos presentan una vía prometedora para la fabricación escalable de PSC eficientes y duraderos.