La reactividad catiónica inhibe la degradación de la perovskita en módulos solares eficientes y estables

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• Los módulos solares de perovskita (PSM) ofrecen altas eficiencias de conversión de energía (PCE).
• La estabilidad operativa a largo plazo sigue siendo un desafío importante para los PSM.
• Los mecanismos de degradación incluyen la recombinación no radiativa, la descomposición térmica y la segregación de fase.

Objetivo del estudio:

• Mejorar la estabilidad operativa y el PCE de los módulos solares de perovskita.
• Investigar el papel de los cationes formados in situ en la mejora de la calidad de la película de perovskita.
• Para suprimir las vías de degradación en los PSM.

Principales métodos:

• Incorporación de cloruro de N,N-dimetilmetilminio en soluciones precursoras de perovskita.
• Formación in situ de cationes de dimetilamonio y metilo tetrahidrotriazinio ([MTTZ]+).
• Caracterización de las propiedades de la película de perovskita y rendimiento del dispositivo en condiciones de envejecimiento acelerado.

Principales resultados:

• La formación in situ del catión [MTTZ]+ aumentó la energía de formación de vacíos de yodo y las barreras de migración iónica.
• Se observó supresión de la recombinación no radiativa, descomposición térmica y segregación de fase.
• Los PSM optimizados lograron una PCE certificada del 23,2% y conservaron el 87,0% de la PCE inicial después de ~1900 horas a 85°C/85% RH.

Conclusiones:

• El catión [MTTZ]+ mejora efectivamente la calidad de la película de perovskita y suprime las vías de degradación.
• Esta estrategia mejora significativamente la estabilidad operativa a largo plazo de los PSM.
• Los hallazgos allanan el camino para tecnologías solares de perovskita más duraderas y eficientes.