Plantillas bidimensionales de perovskita para celdas solares de perovskita de formamidinio duraderas y eficientes

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• Las instalaciones fotovoltaicas

Sus antecedentes:

• El yoduro de plomo de formamidina (FAPbI3) es un material prometedor para las células solares de perovskita.
• El logro de películas FAPbI3 estables y puras de fase sigue siendo un desafío importante.
• Los métodos de fabricación actuales a menudo requieren altas temperaturas de recocido, lo que afecta la estabilidad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva estrategia para la fabricación de películas FAPbI3 ultraestables y puras de fase.
• Utilizar la plantilla de celosía con perovskitas 2D para mejorar la formación de la película FAPbI3.
• Mejorar la eficiencia y la durabilidad de las células solares basadas en FAPbI3.

Principales métodos:

• Fabricación de películas FAPbI3 mediante plantilla de celosía utilizando perovskitas 2D específicas.
• Se recubre la solución precursora de FAPbI3 a una temperatura reducida (100 °C).
• Caracterización mediante difracción de rayos X y espectroscopia óptica.

Principales resultados:

• Formación de fase pura, FAPbI3 negro a 100 °C, significativamente más bajo que el estándar de 150 °C.
• Se observa una ligera compresión de las películas FAPbI3 para que coincida con las distancias interplanares (011) de la plantilla de perovskita 2D.
• Se logró una eficiencia de conversión de energía del 24,1% en células solares p-i-n con 0,5 cm2 de área activa.
• Durabilidad demostrada excepcional, conservando una eficiencia del 97% después de 1000 horas a 85 °C bajo el seguimiento del punto de máxima potencia.

Conclusiones:

• La plantilla de celosía con perovskitas 2D es una estrategia eficaz para la fabricación de películas FAPbI3 ultraestables.
• El método permite temperaturas de procesamiento más bajas y mejora la estabilidad intrínseca de FAPbI3.
• Este enfoque tiene un potencial significativo para avanzar en la viabilidad comercial de las células solares de perovskita.