Reducción de la recombinación no radiactiva en las células solares de perovskita con contacto con un aislante poroso

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las capas intermedias ultrafinas de baja conductividad reducen la recombinación superficial en las células solares de perovskita.
• Un desafío clave es la compensación entre el voltaje de circuito abierto (Voc) y el factor de llenado (FF).

Objetivo del estudio:

• Para superar la compensación Voc-FF en las células solares de perovskita mediante la introducción de una nueva estructura de contacto.
• Para mejorar la eficiencia y la estabilidad de las células solares de perovskita.

Principales métodos:

• Introducción de una capa gruesa (aprox. 100 nm) de aislante con aberturas a nanoescala, llamado contacto de aislante poroso (PIC).
• Procesamiento en solución de nanoplacas de aluminio para crear la estructura PIC.
• Simulaciones de deriva y difusión para analizar el rendimiento de la célula con el PIC.

Principales resultados:

• Se logró una eficiencia certificada en estado estacionario del 24,7% en células solares de perovskita p-i-n utilizando PIC.
• Velocidad de recombinación superficial reducida de 64,2 a 9,2 cm/s.
• Aumento de la vida de recombinación a granel de 1,2 a 6,0 μs, mejorando la cristalinidad de la perovskita.
• Se demostró una celda p-i-n de 1 cm2 con un 23,3% de eficiencia y una mejora de la capacidad de humedecimiento.

Conclusiones:

• La estrategia PIC mitiga efectivamente la recombinación de la superficie sin comprometer el voltaje y el factor de llenado.
• PIC muestra una amplia aplicabilidad a través de diferentes contactos de tipo p y composiciones de perovskita.
• Este enfoque mejora significativamente el rendimiento y el potencial de la tecnología solar de perovskita.