Inyección de electrones y pasivación de defectos para células solares de perovskita mesoporosa de alta eficiencia

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita mesoscópica imprimibles (p-MPSC) ofrecen una fabricación simplificada sin una capa de transporte de agujeros.
• Las p-MPSC tradicionales presentan menores eficiencias de conversión de potencia, alrededor del 19%.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y analizar una estructura p-MPSC mejorada para mejorar la eficiencia y la estabilidad de la conversión de potencia.
• Investigar estrategias para reducir las pérdidas de recombinación en las p-MPSC.

Principales métodos:

• Se empleó la simulación de dispositivos y el análisis de la dinámica del portador.
• Una nueva arquitectura p-MPSC incorporó dióxido de titanio mesoporoso, dióxido de zirconio y carbono infiltrado con perovskita.
• Se utilizó la modificación de fosfato de amonio para reducir la recombinación no radiativa.

Principales resultados:

• El p-MPSC diseñado logró una eficiencia de conversión de potencia del 22,2%.
• La separación del portador se mejoró a través de la inyección de electrones en 3D y la difusión de agujeros a larga distancia.
• Se demostró estabilidad, conservando el 97% de la eficacia inicial después de 750 horas de ensayo a 55°C.

Conclusiones:

• El diseño optimizado de p-MPSC aumenta significativamente la eficiencia y la estabilidad.
• La reducción de la recombinación en las interfaces y contactos es clave para un alto rendimiento.
• Este trabajo avanza el potencial de las células solares de perovskita imprimibles para aplicaciones prácticas.