Una capa de tapa cristalina para la formación de perovskita de fase negra en el aire húmedo

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Las instalaciones fotovoltaicas
• Química

Sus antecedentes:

• Las perovskitas de yoduro de plomo de formamidinio de fase negra (α-FAPbI) son ideales para las células solares.
• La contaminación del agua puede dar lugar a fases de impurezas fotoactivas (por ejemplo, δ-FAPbI₃), lo que dificulta la reproducibilidad.
• El sistema convencional de disolventes de dimetilsulfóxido (DMSO) es higroscópico, empeorando la degradación inducida por la humedad bajo una alta humedad relativa (HR).

Objetivo del estudio:

• Para abordar el desafío de la degradación inducida por la humedad en la fabricación de perovskita.
• Desarrollar un método para fabricar células solares de perovskita estables bajo diferentes niveles de humedad.
• Mejorar la reproducibilidad y el rendimiento de las células solares de perovskita.

Principales métodos:

• Introducción de moléculas orgánicas que contienen cloro para formar una capa protectora.
• Utilización de sistemas de disolventes basados en DMSO para la regulación del crecimiento de cristales de perovskita.
• Fabricación y ensayo de celdas solares de perovskita en condiciones de RH controladas (20% a 80%).

Principales resultados:

• La capa de tapado bloqueaba efectivamente la penetración de humedad.
• Se lograron altas eficiencias de conversión de potencia (> 24,5%) en un amplio rango de humedad relativa (20-60%), con un 23,4% a un 80% de humedad relativa.
• Los dispositivos no encapsulados mantuvieron el 96% de su rendimiento inicial después de 500 horas de funcionamiento en el aire ambiente (40-60% RH).

Conclusiones:

• Las capas que contienen cloro ofrecen una estrategia viable para mejorar la estabilidad de las células solares de perovskita contra la humedad.
• El método desarrollado mejora el rendimiento y la reproducibilidad del dispositivo en condiciones ambientales difíciles.
• Este enfoque contribuye al avance de la tecnología fotovoltaica de perovskita estable y eficiente.