Reacción superficial para las células solares de perovskita invertida eficientes y estables

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita invertida (arquitectura p-i-n) ofrecen una fabricación escalable y un potencial en tándem.
• Existe una brecha de rendimiento entre las células solares de perovskita p-i-n y n-i-p.
• La ingeniería de interfaz es crucial para avanzar en el rendimiento de las células solares de perovskita.

Objetivo del estudio:

• Para abordar el déficit de eficiencia de las células solares de perovskita p-i-n.
• Mejorar la estabilidad y el rendimiento de las células solares de perovskita invertida mediante la modificación de la superficie.
• Desarrollar un método escalable para mejorar la tecnología de células solares de perovskita.

Principales métodos:

• Un enfoque de ingeniería de superficie reactiva que utiliza 3-aminometilpiridina (3-APy) como tratamiento posterior al crecimiento en películas finas de perovskita.
• Investigó la reacción de 3-APy con iones de formamidinio de superficie para reducir la rugosidad de la superficie y las fluctuaciones potenciales.
• Se analizó el impacto del producto de reacción sobre la energía de formación de la vacante de yodo y el dopaje superficial.

Principales resultados:

• Se logró una eficiencia de conversión de energía (PCE) superior al 25% en las células solares de perovskita p-i-n modificadas.
• Se ha demostrado una mayor estabilidad operativa, conservando el 87% de la PCE inicial después de 2.400 horas de prueba de 1 sol a 55°C en el aire.
• Reducción de la rugosidad de la superficie y de las fluctuaciones del potencial superficial, lo que conduce a un dopaje efectivo de tipo n y a una menor función de trabajo.

Conclusiones:

• La ingeniería de superficie reactiva con 3-APy mejora efectivamente el rendimiento y la estabilidad de las células solares de perovskita invertida.
• El método desarrollado aborda las limitaciones clave de las PSC p-i-n, cerrando la brecha de eficiencia con las contrapartes n-i-p.
• Este enfoque ofrece una vía prometedora para la comercialización de la tecnología solar de perovskita de alta eficiencia y durabilidad.