Las heterointerfaces de estructura quiral permiten células solares de perovskita duraderas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Química

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita (PSC) se enfrentan a desafíos de estabilidad a largo plazo debido a la degradación mecánica y química en las heterointerfaces del dispositivo.
• El ciclo térmico y las condiciones de calor húmedo aceleran esta degradación, lo que limita la aplicación práctica de las PSC.

Objetivo del estudio:

• Diseñar interfaces hetero robustas en las PSC utilizando estrategias mediadas por la quiralidad.
• Mejorar la fiabilidad mecánica y la estabilidad química de las PSC en condiciones de envejecimiento acelerado.

Principales métodos:

• Desarrollo de interfaces mediadas por quiralidad utilizando R-/S-metilbencil-amonio entre las capas de perovskita y transporte de electrones.
• Investigación de los efectos de la entropía controlada por enantiómeros en la elasticidad de la interfaz y la resistencia a la fatiga.
• Análisis de los arreglos de cationes heteroquirales para mejorar la estabilidad química y la transferencia de carga.

Principales resultados:

• Las nuevas interfaces demostraron una mayor fiabilidad mecánica y una mayor tolerancia al ciclo térmico y al calor húmedo.
• Los PSC encapsulados conservaron el 92% de su eficiencia de conversión de potencia inicial después de 1200 horas de ciclo térmico (-40°C a 85°C).
• Los PSC encapsulados también mantuvieron un 92% de eficiencia después de 600 horas de prueba con calor húmedo (85°C, 85% de humedad relativa).

Conclusiones:

• Las interfaces mediadas por quiralidad ofrecen una estrategia prometedora para mejorar significativamente la estabilidad operativa y la durabilidad de las células solares de perovskita.
• Las interfaces diseñadas mitigan las vías de degradación, allanando el camino para dispositivos fotovoltaicos de perovskita más confiables y duraderos.