Transporte de agujeros de manera estable bajo la invasión de yoduro en células solares de perovskita eficientes

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita (PSC) ofrecen una alta eficiencia, pero se enfrentan a desafíos de estabilidad.
• Las PSC actuales utilizan a menudo capas transportadoras de orificios orgánicos dopadas con litio, térmicamente y químicamente inestables.
• La migración de aniones de yoduro desde la capa de perovskita degrada el rendimiento del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva estrategia de solución para estabilizar la capa de transporte de agujeros en las PSC.
• Mejorar la estabilidad térmica y química de las capas transportadoras de orificios orgánicos.
• Mejorar la eficiencia general y la vida útil de las células solares de perovskita.

Principales métodos:

• Se empleó un proceso de intercambio iónico basado en soluciones para crear un acoplamiento iónico entre los radicales poliméricos positivos y los aniones moleculares.
• El proceso de intercambio iónico se utilizó para estabilizar la capa de transporte del agujero.
• Las células solares de perovskita se fabricaron utilizando la nueva capa de transporte de agujero estabilizado.

Principales resultados:

• La nueva capa de transporte de agujero demostró una conductividad de agujero 80 veces mayor que las capas convencionales dopadas con litio.
• La capa estabilizada mantuvo una alta conductividad y una alineación favorable de la banda incluso después de la invasión extrema de yoduro en condiciones de envejecimiento acelerado (inmersión de luz a 85 °C durante 200 horas).
• Las células solares de perovskita fabricadas con esta estrategia lograron una eficiencia certificada de conversión de energía del 23,9% y conservaron el 92% de su rendimiento inicial después de 1000 horas de funcionamiento a 85 °C.

Conclusiones:

• La estrategia de intercambio iónico estabiliza efectivamente la capa de transporte de agujero en las células solares de perovskita.
• Este método mejora significativamente la conductividad del agujero y la estabilidad operativa del dispositivo.
• La técnica desarrollada ofrece una vía prometedora para la realización de células solares de perovskita altamente eficientes y duraderas.