La interfaz biomolecularmente pasivada permite celdas solares de perovskita invertida eficientes y estables

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita invertidas (p-i-n) ofrecen una mayor estabilidad operativa que las estructuras tradicionales (n-i-p).
• Sin embargo, las PSC a menudo sufren de menores eficiencias de conversión de potencia (PCE) debido a la recombinación no radiativa, particularmente en la interfaz perovskita / C60.

Objetivo del estudio:

• Mejorar la PCE y la estabilidad operativa de las PSC invertidas.
• Para mitigar las pérdidas de recombinación no radiactivas en la interfaz perovskita/C60.

Principales métodos:

• Pasivación de defectos superficiales utilizando moléculas de metiltio modificadas con azufre para una fuerte coordinación y enlace de hidrógeno.
• Repeliendo a los portadores minoritarios de la interfaz utilizando moléculas de diammonio para la pasivación por efecto de campo.
• Utilizando moléculas funcionales para reducir la recombinación de la interfaz inducida por contacto.

Principales resultados:

• Logró un aumento de cinco veces en la vida útil del portador.
• Reducción de la pérdida de rendimiento cuántico por fotoluminiscencia en un tercio.
• PCE certificada en estado casi estacionario del 25,1% para las PSC invertidas.
• Funcionamiento estable demostrado a 65°C durante más de 2000 horas en el aire ambiente.
• Celdas solares en tándem monolíticas de toda perovskita fabricadas con un 28,1% de PCE.

Conclusiones:

• La estrategia de pasivación desarrollada suprime efectivamente las pérdidas de recombinación en la interfaz perovskita/C60.
• Este enfoque mejora significativamente tanto la eficiencia como la estabilidad de las PSC invertidas.
• Los hallazgos allanan el camino para tecnologías solares de perovskita altamente eficientes y estables, incluidos los dispositivos en tándem.