Regulación de la terminación en superficie para las células solares de perovskita invertida con una eficiencia...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Las instalaciones fotovoltaicas
• Química

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita (PVSC) sufren pérdidas de eficiencia debido a defectos de superficie y de volumen.
• La pasivación de defectos es crucial para minimizar la recombinación no radiativa y mejorar el rendimiento del dispositivo.
• Las interrupciones de la periodicidad atómica superficial afectan las propiedades del material de perovskita y la eficiencia del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Introducir una molécula bifuncional, el yoduro de piperazinio (PI), para una pasivación efectiva de los defectos en las PVSC.
• Investigar el impacto de PI en las propiedades de la película de perovskita y el rendimiento del dispositivo.
• Mejorar la eficiencia de conversión de potencia (PCE) y la estabilidad de los PVSC invertidos.

Principales métodos:

• Diseño y síntesis de una molécula bifuncional (yoduro de piperazinio) con grupos donantes y aceptadores de electrones.
• Aplicación de PI para la pasivación de defectos superficiales en películas de perovskita.
• Caracterización de las películas de perovskita pasivadas y las PVSC invertidas fabricadas.

Principales resultados:

• El PI pasiva efectivamente los defectos de superficie y de volumen, reduciendo las pérdidas de recombinación no radiativa.
• Las películas pasivadas presentan una tensión residual superficial reducida y características de tipo n mejoradas.
• Se obtiene una alta tensión de circuito abierto (V_OC) de 1,17 V con una pérdida de V_OC reducida (0,33 V).
• Alcanzó una eficiencia de conversión de potencia (PCE) récord del 23,37% (22,75% certificado) para PVSC invertidos.

Conclusiones:

• El yoduro de piperazinio es un pasivador bifuncional muy eficaz para las células solares de perovskita.
• La mejora simultánea del rendimiento y la estabilidad del dispositivo es posible con moléculas diseñadas racionalmente.
• Esta estrategia ofrece una vía prometedora para el avance de la energía fotovoltaica de perovskita de alta eficiencia.