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Updated: Sep 10, 2025
Flash Infrared Annealing for Perovskite Solar Cell Processing
Published on: February 3, 2021
Ingeniería molecular de terminación, conjugación y energética para células solares de perovskita invertida
Jiaonan Sun1,2,3, Jiarong Wang1,3, Ze-Fan Yao4
1Department of Materials Science and Engineering, City University of Hong Kong, Kowloon, Hong Kong 999077, China.
Los investigadores desarrollaron nuevos materiales de pasivación para las células solares de perovskita (PSC) reemplazando el amonio con terminales de carbamato. Esta estrategia mejora la estabilidad y la eficiencia de los dispositivos, logrando una eficiencia de conversión de potencia superior al 26% en las PSC y manteniendo el rendimiento en condiciones adversas.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Energía renovable
- Las instalaciones fotovoltaicas
Sus antecedentes:
- Las células solares de perovskita de heteroestructura tridimensional y de baja dimensión (PSC) presentan una alta eficiencia de conversión de energía (PCE) superior al 26%.
- Los materiales de pasivación interfacial iónica de las PSC pueden comprometer la estabilidad del dispositivo debido a la difusión iónica bajo tensión térmica y lumínica.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar una nueva estrategia de pasivación para las células solares de perovskita (PSC) que mejore la estabilidad y la eficiencia del dispositivo.
- Para inhibir la difusión iónica en las PSC mediante la modificación de los materiales de pasivación interfacial.
Principales métodos:
- Se han sintetizado moléculas de carbamato con andamios de fenilo (PEA-Boc) y naftalimida (ND-Boc), reemplazando el extremo de amonio de los pasivadores convencionales por un extremo de carbamato.
- Se ha investigado el efecto de la modulación del extremo iónico y la ampliación de la columna vertebral conjugada de los materiales de pasivación en la difusión entre capas.
- Se evaluó el rendimiento y la estabilidad de las PSC utilizando los materiales de pasivación desarrollados.
Principales resultados:
- La pasivación por carbamato inhibió efectivamente la difusión entre capas en las PSC.
- Las PSC pasivadas ND-Boc lograron un PCE del 26,04% para los dispositivos de pequeña superficie y del 21,83% para los mini módulos.
- Las PSC encapsuladas basadas en ND-Boc conservaron el 96,7% de su PCE inicial después de 1500 horas de ensayo a 85 °C según el protocolo ISOS-L-2I.
Conclusiones:
- La estrategia de pasivación por carbamato, en particular con el ND-Boc, ofrece un método sencillo y ampliamente aplicable para fabricar PSC eficientes y robustos.
- Este enfoque suprime efectivamente la difusión de iones, lo que mejora la estabilidad y la longevidad del dispositivo, facilitando las aplicaciones prácticas de la tecnología PSC.
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