La estrategia de dopaje de aspartato todo en uno permite tandems eficientes de toda la perovskita

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• Las células solares en tándem de toda perovskita ofrecen una ruta para superar el límite de Shockley-Queisser.
• Las subcélulas de perovskita de plomo y estaño de banda estrecha (Sn-Pb) en tándem enfrentan desafíos de rendimiento y estabilidad.
• Los defectos e impurezas, como Sn4+, limitan la eficiencia de las perovskitas Sn-Pb.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia de dopaje eficaz para las subcélulas de perovskita Sn-Pb de banda estrecha.
• Mejorar la eficiencia y la estabilidad operativa de las células solares de perovskita de unión única y en tándem.
• Para abordar la pasivación de defectos y la reducción de impurezas en los materiales de perovskita Sn-Pb.

Principales métodos:

• Se implementó una estrategia de dopaje todo en uno utilizando clorhidrato de aspartato (AspCl).
• AspCl fue introducido en las capas inferiores de poli (3,4-etileno dioxitiofeno) - poli (estireno sulfonato) y perovskita a granel.
• También se aplicó un posttratamiento con AspCl a las capas de perovskita Sn-Pb.

Principales resultados:

• El dopaje de AspCl pasivó efectivamente los defectos, redujo las impurezas Sn4+ y cambió el nivel de energía de Fermi.
• Se observó una mayor integridad estructural debido a la unión de AspCl, mejorando la estabilidad de la perovskita Sn-Pb.
• Las células Sn-Pb de unión única alcanzaron un 22,46% de eficiencia, mientras que las células en tándem alcanzaron el 27,84% (27,34% certificadas) con una retención del 95% después de 2.000 horas.

Conclusiones:

• La estrategia de dopaje todo en uno de AspCl aumenta significativamente el rendimiento de las células solares de perovskita Sn-Pb.
• Este enfoque mejora tanto la eficiencia de conversión de potencia como la estabilidad a largo plazo de los dispositivos de unión única y en tándem.
• El dopaje de AspCl presenta un método prometedor para avanzar en la tecnología de células solares en tándem de toda perovskita.