Microestructura a nivel atómico de células solares de perovskita eficientes basadas en formamidinium estabilizadas...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• El dopaje químico es crucial para mejorar el rendimiento y la estabilidad de las células solares de perovskita.
• α-FAPbI3 es un material perovskita prometedor, pero su estabilidad estructural es un desafío.

Objetivo del estudio:

• Investigar el uso del yoduro de ácido valérico de 5-amonio (AVAI) como dopaje químico para estabilizar las estructuras de la perovskita α-FAPbI3.
• Para aclarar las interacciones a nivel atómico entre AVAI y la red de perovskita.
• Mejorar el rendimiento y la estabilidad operativa de las PSC.

Principales métodos:

• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear giratoria de ángulo mágico de estado sólido (MAS NMR) para estudiar las interacciones a nivel atómico.
• Cálculos de la Teoría Funcional de Densidad (DFT) para modelar la estructura estabilizada.
• Espectroscopia de Absorción Transiente (TAS) para sondear la dinámica del portador de carga.
• Fabricación y caracterización de las células solares de perovskita.

Principales resultados:

• AVAI estabiliza efectivamente la estructura α-FAPbI3, lo que lleva a películas altamente cristalinas con granos grandes.
• Se observó una mayor vida útil del portador de carga en las películas modificadas por AVAI.
• Los dispositivos optimizados lograron una eficiencia máxima de conversión de potencia (PCE) del 18,94%.
• Las células solares conservaron el 90% de su eficiencia inicial después de 300 horas de iluminación continua.

Conclusiones:

• AVAI es un modulador molecular eficaz para estabilizar las estructuras de perovskita y mejorar el rendimiento de la PSC.
• El estudio proporciona información sobre el mecanismo de estabilización a nivel atómico.
• Las PSC basadas en AVAI demuestran una alta eficiencia y una excelente estabilidad operativa, allanando el camino para aplicaciones prácticas.