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Updated: Aug 1, 2025
Influence of Hybrid Perovskite Fabrication Methods on Film Formation, Electronic Structure, and Solar Cell Performance
Published on: February 27, 2017
Minimizar los defectos interfaciales enterrados para las células solares de perovskita invertida eficientes
Shuo Zhang1, Fangyuan Ye1,2, Xiaoyu Wang3
1Key Laboratory for Advanced Materials and Joint International Research Laboratory of Precision Chemistry and Molecular Engineering, Shanghai Key Laboratory of Functional Materials Chemistry, Frontiers Science Center for Materiobiology and Dynamic Chemistry, Institute of Fine Chemicals, School of Chemistry and Molecular Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai, China.
Los investigadores desarrollaron un nuevo transportador de agujero molecular para células solares de perovskita invertida. Este material mejora la calidad de la película de perovskita, minimiza los defectos y logra una alta eficiencia de conversión de potencia (PCE) y estabilidad.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Energía renovable
- Las instalaciones fotovoltaicas
Sus antecedentes:
- El control de la morfología de la perovskita y de los defectos en la interfaz enterrada entre la perovskita y el sustrato es crucial para las células solares de perovskita invertida de alto rendimiento.
- Los métodos existentes se enfrentan a desafíos para lograr interfaces libres de defectos, lo que limita la eficiencia y la estabilidad del dispositivo.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar un nuevo transportador de agujero molecular anfifílico para mejorar la calidad de la película de perovskita y el control de la interfaz.
- Mejorar el rendimiento y la estabilidad de las células solares de perovskita invertida a través de la minimización de defectos en la interfaz enterrada.
Principales métodos:
- Sintetizó y caracterizó un transportador de agujero molecular anfifílico con un grupo de ácido cianovinilo multifuncional.
- Utilizó el transportador como una capa super húmeda para la deposición de perovskita.
- Calidad evaluada de la película de perovskita, rendimiento cuántico de fotoluminiscencia y vida útil de Shockley-Read-Hall.
- Las células solares de perovskita invertida y los minimodules fabricados y probados, evaluando la eficiencia de conversión de potencia (PCE), la tensión de circuito abierto, el factor de llenado y la estabilidad térmica de funcionamiento/humedad.
Principales resultados:
- El nuevo transportador facilitó la formación de películas de perovskita de alta calidad con un mínimo de defectos de interfaz enterrados.
- Logró una eficiencia de conversión de potencia certificada (PCE) del 25,4% para celdas de pequeña superficie, con un voltaje de circuito abierto de 1,21 V y un factor de llenado del 84,7%.
- Se ha demostrado un PCE elevado del 23,4% para las células de 1 cm2 y del 22,0% para los minimódules de 10 cm2.
- Las películas de perovskita exhibieron un rendimiento cuántico de fotoluminiscencia del 17% y una vida útil de Shockley-Read-Hall de casi 7 microsegundos.
- Los módulos encapsulados mostraron una excelente estabilidad en las pruebas de funcionamiento y calor húmedo.
Conclusiones:
- El transportador de agujero molecular anfifílico desarrollado controla efectivamente la morfología de la perovskita y reduce los defectos en la interfaz enterrada.
- Este enfoque mejora significativamente la eficiencia de la conversión de energía y la estabilidad operativa de las células y módulos solares de perovskita invertida.
- Los resultados ofrecen una estrategia prometedora para avanzar en la tecnología de células solares de perovskita hacia la viabilidad comercial.
