Híbrido molecular de interfaz enterrada para células solares de perovskita invertida

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Física de los dispositivos

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita invertida ofrecen una mayor eficiencia de conversión de energía y estabilidad en comparación con las arquitecturas normales.
• Las limitaciones actuales en la eficiencia y estabilidad de la conversión de potencia se deben a las pérdidas interfaciales por la mala humedecibilidad y la aglomeración de moléculas autoensambladas.
• Los avances en las moléculas autoensambladas y las estrategias de pasivación han llevado a las eficiencias más allá del 25%.

Objetivo del estudio:

• Para abordar las pérdidas interfaciales en las células solares de perovskita invertida mediante la ingeniería de la interfaz enterrada.
• Mejorar la interfaz de heterounión mediante el co-ensamblaje de moléculas específicas.
• Mejorar tanto la eficiencia de conversión de energía como la estabilidad operativa de las células solares de perovskita.

Principales métodos:

• Co-ensamblaje de ácido fosfórico (Me-4PACz) con ácido nitrilotribenzoico (NA) en la interfaz sepultada.
• Fabricación de células solares de perovskita invertida utilizando el híbrido molecular.
• Pruebas de rendimiento y estabilidad de las células solares y mini módulos fabricados.

Principales resultados:

• El híbrido molecular mejoró significativamente las características interfaciales.
• Logró un récord certificado de eficiencia de conversión de energía en estado estacionario del 26,54% para las células solares de perovskita invertida.
• Se ha demostrado una alta eficiencia de conversión de potencia certificada del 22,74% para los mini módulos invertidos (11,1 cm^2$) y se ha mantenido una eficiencia del 96,1% después de 2.400 horas de funcionamiento.

Conclusiones:

• El híbrido molecular desarrollado mitiga efectivamente las pérdidas interfaciales en las células solares de perovskita invertida.
• Esta estrategia mejora la eficiencia del dispositivo y la estabilidad operativa, allanando el camino para la comercialización.
• El enfoque es compatible con la fabricación a gran escala, como lo demuestra el rendimiento de los mini módulos.