Análisis por cromatografía de gases y espectrometría de masas de las células solares de perovskita estable...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita (PSC) muestran una alta eficiencia de conversión de energía, pero carecen de durabilidad a largo plazo.
• La viabilidad comercial de las PSC se ve obstaculizada por la degradación en condiciones de estrés operativo.

Objetivo del estudio:

• Identificar los productos volátiles de descomposición de las perovskitas híbridas orgánicas bajo tensión térmica.
• Evaluar la eficacia de un encapsulamiento de pila de polímero/vidrio de bajo coste para mejorar la durabilidad de las PSC.
• Evaluar el rendimiento de las PSC encapsuladas con arreglo a las normas internacionales.

Principales métodos:

• Se empleó la espectrometría de masas por cromatografía de gases (GC-MS) para analizar los productos de descomposición volátiles.
• Las células solares de perovskita se encapsularon utilizando una pila de polímero y vidrio.
• Las celdas encapsuladas se sometieron a pruebas de congelación por calor y humedad húmedas (IEC 61215:2016).

Principales resultados:

• GC-MS identificó productos volátiles específicos que indican las vías de descomposición de la perovskita.
• El encapsulado de polímero y vidrio suprimió efectivamente la desgasificación y la descomposición.
• Las PSC multicatónicas y multihálidas encapsuladas que contienen metilamonio superaron los requisitos de la IEC 61215:2016.

Conclusiones:

• Una estrategia de encapsulación de polímeros y vidrio de bajo costo mejora significativamente la durabilidad de las células solares de perovskita.
• Las PSC encapsuladas demuestran resiliencia, sobreviviendo más de 1800 horas de calor húmedo y 75 ciclos de congelación por humedad.
• Este avance aborda una barrera crítica para la comercialización de la tecnología solar de perovskita de alta eficiencia.