Células solares de perovskita eficientes mediante una gestión mejorada de los portadores

Área de la Ciencia:

• Las instalaciones fotovoltaicas
• Ciencias de los materiales
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• Las celdas solares de perovskita de halogenuros metálicos (PSC) son una tecnología fotovoltaica prometedora de bajo costo y procesable en solución.
• A pesar de los rápidos avances, el rendimiento del PSC está limitado por la recombinación del portador de carga, que afecta a los factores de llenado y la tensión de circuito abierto.
• La mejora de la gestión de los portadores de carga es crucial para alcanzar los límites teóricos de eficiencia de las PSC.

Objetivo del estudio:

• Mejorar la gestión de los portadores de carga en las PSC mediante un enfoque holístico.
• Desarrollar una capa de transporte de electrones (ETL) optimizada de dióxido de estaño (SnO2).
• Implementar una estrategia de pasivación desacoplada para las propiedades a granel y de interfaz.

Principales métodos:

• Ajuste de la deposición del baño químico de SnO2 para un ETL ideal.
• Aplicación de una nueva estrategia de pasivación para desacoplar los tratamientos a granel y de interfaz.
• Utilización de mediciones de la electroluminiscencia (EL) para evaluar el rendimiento del dispositivo.

Principales resultados:

• Logró una eficiencia cuántica externa de electroluminiscencia (EL-EQE) del 17,2% y una eficiencia de conversión de energía EL (EL-CCE) del 21,6% en el sesgo hacia adelante.
• Eficiencia certificada de conversión de potencia (PCE) del 25,2% para las PSC desarrolladas.
• La eficiencia obtenida representa el 80,5% del límite termodinámico para el espacio de banda específico.

Conclusiones:

• El enfoque holístico mejora significativamente la gestión de los portadores de carga en las PSC.
• Las estrategias optimizadas de ETL y pasivación desacoplada minimizan la recombinación y las pérdidas de voltaje.
• Los resultados demuestran una vía viable para mejorar el rendimiento de las PSC y acercarse a sus límites teóricos de eficiencia.