Formación espontánea de fases robustas de perovskita en dos dimensiones

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita ofrecen una alta eficiencia, pero sufren problemas de estabilidad.
• Las heteroestructuras de perovskita bidimensionales y tridimensionales (2D/3D) son prometedoras para mejorar la longevidad del dispositivo.
• Comprender la evolución dinámica de las interfaces 2D/3D durante la degradación es crucial.

Objetivo del estudio:

• Investigar las vías dinámicas de descomposición de las heteroestructuras de perovskita 2D/3D.
• Desarrollar estrategias para formar intercapas 2D robustas para mejorar la estabilidad del dispositivo.
• Optimizar las células solares de perovskita 2D/3D para una alta eficiencia y durabilidad a largo plazo.

Principales métodos:

• Fabricación de estructuras heterogéneas de perovskita en dos o tres dimensiones mediante el tratamiento con disolventes mixtos.
• Caracterización in situ de la evolución del dispositivo durante el envejecimiento acelerado.
• Pruebas de rendimiento y estabilidad en el seguimiento del punto de máxima potencia a temperaturas elevadas.

Principales resultados:

• Evolución dinámica demostrada de la pila de perovskita 2D/3D durante la descomposición del dispositivo.
• Identificó que las intercapas 2D puras de fase inicial exhiben comportamientos de degradación variados.
• Logró una eficiencia máxima de conversión de energía del 25,9% con las células solares de perovskita 2D / 3D optimizadas.

Conclusiones:

• El tratamiento con disolventes mixtos permite la formación de intercapas 2D robustas con cristalinidad y pureza de fase controladas.
• Los dispositivos de perovskita 2D/3D optimizados exhiben una excelente durabilidad, conservando el 91% del rendimiento inicial después de 1074 horas a 85 °C.
• Este trabajo proporciona una vía para desarrollar células solares de perovskita estables y eficientes.