Materiales de transporte de agujeros de pequeñas moléculas para células solares de perovskita invertida con una...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los materiales de transporte de agujero de pequeñas moléculas (HTM) son cruciales para las células solares de perovskita (PSC) eficientes y escalables.
• Los HTM actuales en PSC invertidos luchan por equilibrar el transporte de carga y la compatibilidad de la interfaz, limitando la eficiencia de conversión de potencia (PCE) a menos del 24,5%.

Objetivo del estudio:

• Diseñar nuevos HTM de pequeñas moléculas con estructuras moleculares mejoradas para mejorar el transporte de carga y la compatibilidad de la interfaz en los PSC.
• Para superar el estancamiento de la eficiencia observado en las PSC invertidas basadas en HTM de pequeñas moléculas.

Principales métodos:

• Diseño integral de la columna vertebral y de los grupos funcionales del HTM.
• Optimización de una columna vertebral molecular lineal plana para una alta movilidad de carga (> 7,1 × 10−4 cm−2 V−1 S−1).
• Mejora de la capacidad de anclaje de la interfaz para mejorar el contacto de la heterounión HTM/perovskita.

Principales resultados:

• Se ha logrado una alta movilidad de carga y un mejor anclaje de la interfaz.
• Se minimizó la recombinación no radiativa y las pérdidas de transporte, lo que condujo a un alto factor de llenado (86,1%).
• PCEs de registro demostrado del 26,1% para dispositivos pequeños y del 24,7% para dispositivos de gran área (1,008 cm2).

Conclusiones:

• Los HTM desarrollados superan los cuellos de botella de eficiencia anteriores para los HTM de pequeñas moléculas en PSC invertidos.
• La estrategia de diseño molecular ofrece una vía para PSC altamente eficientes y estables.
• Este trabajo mejora el rendimiento de las PSC basadas en HTM de pequeñas moléculas, especialmente para aplicaciones de gran área.