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Updated: Jul 27, 2025
Influence of Hybrid Perovskite Fabrication Methods on Film Formation, Electronic Structure, and Solar Cell Performance
Published on: February 27, 2017
Celdas solares en tándem de toda perovskita con heterounión de perovskita en dos capas 3D/3D
Renxing Lin1, Yurui Wang1, Qianwen Lu1
1National Laboratory of Solid State Microstructures, College of Engineering and Applied Sciences, Frontiers Science Center for Critical Earth Material Cycling, Nanjing University, Nanjing, China.
Los investigadores desarrollaron una nueva heterounión de perovskita de doble capa 3D / 3D para las células solares en tándem de toda perovskita. Esta innovación mejora la eficiencia de conversión de potencia (PCE) al reducir las pérdidas de recombinación en las subcélulas de perovskita de banda estrecha.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Energía renovable
- Las instalaciones fotovoltaicas
Sus antecedentes:
- Las celdas solares en tándem de toda perovskita ofrecen una mayor eficiencia de conversión de energía (PCE) que las celdas de unión única a un costo menor.
- El rendimiento está limitado por la baja eficiencia de las subcélulas de perovskita de banda estrecha (NBG) de plomo-estaño mixto (Pb-Sn) debido a la alta densidad de la trampa.
- Las heterojunciones de perovskita 2D/3D existentes reducen la recombinación pero causan pérdidas de transporte, lo que limita los factores de llenado (FF).
Objetivo del estudio:
- Desarrollar una heterojunción mejorada de perovskita para células solares en tándem de toda perovskita.
- Para suprimir la recombinación no radiativa interfacial y mejorar la extracción de carga en las subcélulas de perovskita Pb-Sn NBG.
- Para lograr una mayor PCE y estabilidad operativa en las células solares en tándem.
Principales métodos:
- Fabricación de una heterojunción de perovskita de doble capa 3D/3D inmiscible con una estructura de banda de tipo II.
- Ingeniería de interfaz entre la perovskita Pb-Sn NBG y la capa de transporte de electrones (ETL).
- Procesamiento de solución de evaporación híbrida para depositar una capa de perovskita de banda ancha (WBG) en la perovskita NBG.
Principales resultados:
- Se logró un PCE del 23,8% para los PSC Pb-Sn con un absorbente de 1,2 μm, con una alta tensión de circuito abierto (Voc) de 0,873 V y FF del 82,6%.
- Se demostró un PCE récord del 28,5% (certificado del 28,0%) en células solares en tándem de toda perovskita.
- Los dispositivos en tándem encapsulados mantuvieron un rendimiento superior al 90% después de 600 horas de iluminación continua simulada con un solo sol.
Conclusiones:
- El PHJ de doble capa 3D/3D desarrollado suprime efectivamente la recombinación interfacial y mejora la extracción de carga.
- Esta estrategia de heterounión aumenta significativamente el rendimiento de las subcélulas de perovskita NBG y de los dispositivos en conjunto.
- La estabilidad y la eficiencia mejoradas destacan el potencial de este enfoque para las células solares de próxima generación.
