JoVE - Journal of Visualized Experiments
JoVE Visualize
Contact Us
Esta página ha sido traducida por una máquina. Otras páginas pueden seguir apareciendo en inglés. View in English

Células solares de perovskita de baja banda ancha eficientes y estables habilitadas por un enfoque de cristalización ascendente asistido por clúster

  • 0Engineering Research Center of Environmental-Friendly Functional Materials, Ministry of Education, College of Materials Science & Engineering , Huaqiao University , Xiamen 361021 , China.
Journal of the American Chemical Society +

|

29 de noviembre de 2019

|

29 de noviembre de 2019

Ver abstracta en PubMed

Resumen

Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores desarrollaron un nuevo método utilizando grupos de bromuro de plomo de cesio para crear células solares de perovskita de plomo de formamidinio estables y eficientes con bajo contenido de bromuro. Este enfoque mejora la estabilidad operativa y logra una alta eficiencia de conversión de potencia.

Área De La Ciencia

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

Sus Antecedentes

  • Las perovskitas basadas en yoduro de plomo de formamidina (FAPbI3) son cruciales para las células solares de perovskita de alto rendimiento (PSC) debido a su excelente respuesta espectral y fotocorriente.
  • La obtención de FAPbI3 PSC estables requiere típicamente una alta incorporación de bromuro (15-17%) y cesio/metilamonio para evitar transiciones de fase, lo que desafortunadamente reduce la respuesta espectral.
  • La reducción del contenido de bromuro para una respuesta espectral más amplia a menudo conduce a una mala estabilidad operativa causada por transiciones de fase, problemas de interfaz y migración de haluros.

Objetivo Del Estudio

  • Desarrollar un método de fabricación de PSC basados en FAPbI3 con bajo contenido de bromuro, puros de fase y estables.
  • Superar la compensación entre la eficiencia y la estabilidad en las PSC FAPbI3 mediante el control de las transiciones de fase y la mejora de la calidad de la película.
  • Mejorar la estabilidad operativa y el rendimiento de las PSC FAPbI3 mediante un nuevo enfoque de cristalización.

Principales Métodos

  • Se empleó una técnica de cristalización vertical asistida de CsPbBr3.
  • Las películas de perovskita FAPbI3 con bajo contenido de bromuro (1-6%) se fabricaron utilizando grupos CsPbBr3 como sitios de nucleación.
  • Los grupos CsPbBr3 facilitaron el crecimiento vertical de los cristales y mejoraron la homogeneidad de fase después del recocido térmico.

Principales Resultados

  • Fabricados PSC mesoporosos con bajo contenido de bromuro (1-6%), fase α pura y FAPbI3 libre de metilamonio.
  • Logró una eficiencia de conversión de potencia de 21.78% con una fotorrespuesta extendida de hasta 830 nm.
  • Demostró una estabilidad operativa significativamente mejorada, conservando aproximadamente el 82% de la eficiencia inicial después de 1.000 horas de funcionamiento continuo.

Conclusiones

  • La cristalización asistida por clúster CsPbBr3 es una estrategia eficaz para producir películas de perovskita FAPbI3 de alta calidad, estables y bajas en bromuro.
  • Este método aborda con éxito la inestabilidad de fase y las limitaciones de rendimiento de los FAPbI3 PSC tradicionales.
  • Las PSC desarrolladas ofrecen una vía prometedora hacia una tecnología solar de perovskita eficiente y duradera.