La amidinación de ligandos para la pasivación química y por efecto de campo estabiliza las células solares de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Las instalaciones fotovoltaicas

Sus antecedentes:

• La pasivación superficial es crucial para mejorar la eficiencia de conversión de energía (PCE) de las células solares de perovskita.
• Los métodos actuales de pasivación que utilizan ligandos de amonio son inestables bajo estrés luminoso y térmico debido a la desprotonación.
• Se necesita una mejor estabilidad del ligando para el rendimiento a largo plazo de las PSC.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos ligandos de amidinio para mejorar la estabilidad térmica de las capas de pasivación en las PSC.
• Investigar la resistencia de los ligandos de amidinio a la desprotonación en comparación con los ligandos de amonio tradicionales.
• Mejorar la estabilidad operativa y el PCE de las células solares de perovskita.

Principales métodos:

• Sintetizó una biblioteca de ligandos de amidinium con enlaces N-H mejorados por resonancia.
• Deprotonación del ligando evaluada utilizando las constantes de equilibrio.
• Mantenimiento del rendimiento cuántico de fotoluminiscencia medido (PLQY) después del envejecimiento por esfuerzo térmico y luminoso a 85 °C.
• Las PSC invertidas fabricadas con la nueva estrategia de pasivación.
• Estabilidad del dispositivo sometido a ensayo bajo funcionamiento continuo del punto de potencia máxima de 1 sol a 85 °C.

Principales resultados:

• Los ligandos de amidinio mostraron una reducción de más de 10 veces en la constante de equilibrio de desprotonación.
• Se observó un aumento de dos veces en el mantenimiento de PLQY después del envejecimiento a 85°C bajo iluminación.
• Se ha obtenido una PCE certificada en estado cuasi estacionario del 26,3% para las PSC invertidas.
• Se ha demostrado la retención de ≥90% de PCE después de 1100 horas de funcionamiento continuo con MPP de 1 sol a 85°C.

Conclusiones:

• Los ligandos de amidinio ofrecen una estabilidad térmica y operativa superior para la pasivación de células solares de perovskita.
• Esta estrategia mejora significativamente la durabilidad y el rendimiento a largo plazo de las PSC.
• El enfoque de pasivación desarrollado allana el camino para una tecnología solar de perovskita más confiable y eficiente.