El endurecimiento interfacial con monocapas autoensambladas mejora la fiabilidad de las células solares de perovskita

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita se enfrentan a desafíos en cuanto a la fiabilidad mecánica y la estabilidad operativa a largo plazo.
• La interfaz entre la capa de transporte de electrones (ETL) y la película de perovskita es crítica para el rendimiento y la degradación del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Mejorar la fiabilidad mecánica y la estabilidad operativa de las PSC.
• Investigar el efecto de las monocapas autoensambladas terminadas en yodo (I-SAM) en la interfaz ETL/perovskita.

Principales métodos:

• Fabricación de PSC con y sin tratamiento I-SAM en la interfaz ETL/perovskita.
• Caracterización de la dureza de adhesión interfacial mediante ensayos mecánicos.
• Evaluación del rendimiento, incluida la eficiencia de conversión de potencia (PCE) y la histéresis.
• Prueba de estabilidad de funcionamiento a largo plazo bajo luz solar simulada con seguimiento del punto de máxima potencia.

Principales resultados:

• El tratamiento con I-SAM aumentó la dureza de la adhesión interfacial en un 50%.
• La eficiencia de conversión de potencia mejoró del 20,2% al 21,4%, con una histeresis reducida.
• La vida útil proyectada (T80) aumentó de ~ 700 horas a 4000 horas.
• Los PSC con I-SAM mostraron una degradación interfacial mínima, a diferencia de los dispositivos no tratados que exhibían huecos y delaminación.

Conclusiones:

• El I-SAM mejora efectivamente la robustez mecánica y la adhesión en la interfaz ETL/perovskita.
• La interfaz mejorada conduce a una mayor PCE, una histeresis reducida y una estabilidad operativa significativamente prolongada.
• El tratamiento I-SAM ofrece una estrategia prometedora para desarrollar células solares de perovskita más fiables y duraderas.