Envejecimiento acelerado de las células solares de perovskita totalmente inorgánicas y estabilizadas por interfaz

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita requieren una mayor estabilidad para su viabilidad comercial.
• La comprensión de las vías de degradación es crucial para mejorar la longevidad de las PSC.
• Las PSC totalmente inorgánicas presentan desafíos únicos de estabilidad.

Objetivo del estudio:

• Investigar la degradación acelerada de las CsPbI3 PSC.
• Mejorar la estabilidad operativa y la eficiencia de las PSC.
• Cuantificar el impacto de una capa de tapa 2D en el rendimiento y la vida útil del PSC.

Principales métodos:

• Encapsulados CsPbI3 PSC sometidos a un envejecimiento acelerado a temperaturas elevadas (hasta 110°C) bajo iluminación constante.
• Incorporación de una capa de tapa 2D Cs2PbI2Cl2 entre la capa activa de perovskita y la capa de transporte de agujero.
• Análisis de la cinética de la degradación utilizando la dependencia de la temperatura de Arrhenius.

Principales resultados:

• La capa de tapa 2D aumentó la eficiencia de conversión de energía del 14,9% al 17,4%.
• Los dispositivos con la capa 2D no mostraron degradación a 35°C y más de 2100 horas de estabilidad a 110°C (20% de pérdida de eficiencia).
• La vida útil intrínseca prevista es superior a 51 000 horas (> 5 años) a 35°C.

Conclusiones:

• La capa de tapa 2D Cs2PbI2Cl2 estabiliza efectivamente la interfaz de perovskita en las PSC.
• Esta estrategia de estabilización mejora significativamente la vida operativa y la eficiencia.
• Los hallazgos allanan el camino para tecnologías de células solares de perovskita más duraderas y eficientes.