Homogeneización de la composición de cationes fuera del plano en las células solares de perovskita

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita ofrecen una alta eficiencia y estabilidad.
• La inhomogeneidad de composición en las células fotovoltaicas FA_1-xCs_xPbI₃, debido a la segregación de cationes en el sitio A, dificulta el rendimiento fotovoltaico.
• La incorporación de cesio (Cs) puede mejorar la red de perovskita, pero puede exacerbar los problemas de segregación.

Objetivo del estudio:

• Para visualizar y comprender la inhomogeneidad de composición fuera del plano en las películas de perovskita FA_1-xCs_xPbI₃.
• Identificar las causas de la segregación catiónica y su impacto en el rendimiento del dispositivo.
• Desarrollar una estrategia para homogeneizar la distribución de cationes y mejorar las PSC.

Principales métodos:

• Visualización de la inhomogeneidad de composición fuera del plano en las películas de perovskita.
• Identificación de las razones subyacentes de la segregación catiónica.
• Desarrollo de una estrategia química utilizando 1-fenilsulfonilpirrol para lograr la homogeneización de la composición.

Principales resultados:

• El estudio visualizó la inhomogeneidad de composición a lo largo de la dirección vertical de las películas de perovskita.
• Se desarrolló una estrategia que utilizaba 1- (fenilsulfonil) pirrol para homogeneizar la distribución de los cationes.
• Las células solares de perovskita p-i-n resultantes lograron una eficiencia certificada de conversión de fotones a electrones en estado estacionario del 25,2% y demostraron una estabilidad duradera.

Conclusiones:

• La distribución de cationes homogeneizantes es crucial para mejorar el rendimiento de las células solares de perovskita FA_1-xCs_xPbI_3.
• La estrategia desarrollada aborda efectivamente la segregación catiónica, lo que conduce a una mayor eficiencia y estabilidad.
• Este trabajo proporciona una vía para fabricar células solares de perovskita de alto rendimiento y duraderas para aplicaciones escalables.