Capa de sulfuro de plomo ultrafino para la estabilización de las células solares de perovskita de haluro de estaño

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita a base de estaño (CPS) sufren de inestabilidad inherente, lo que limita su aplicación práctica.
• El desarrollo de estrategias para mejorar tanto la estabilidad como el rendimiento es crucial para el avance de la tecnología PSC.

Objetivo del estudio:

• Introducir un método fácil para mejorar simultáneamente la estabilidad y el rendimiento de las PSC basadas en estaño.
• Investigar el papel dual de una capa de tapa de sulfuro de plomo (PbS) ultrafina.

Principales métodos:

• Deposición secuencial de una capa de tapa de sulfuro de plomo (PbS) de doble función ultrafina (≈3 nm).
• Caracterización de las propiedades protectoras y electrónicas de la capa de PbS.
• Pruebas de rendimiento y estabilidad de las PSC modificadas a base de estaño.
• Operando dispersión de rayos X de gran angular de incidencia en el pasto (GIWAXS) para el análisis estructural.

Principales resultados:

• La capa de tapa PbS protege eficazmente las perovskitas a base de estaño de la oxidación y la humedad.
• Las propiedades electrónicas interfaciales mejoradas condujeron a una mayor extracción de carga y una reducción de la recombinación no radiativa.
• La eficiencia de conversión de potencia (PCE) aumentó del 12,0% al 14,4% con una tensión de circuito abierto de 0,845 V.
• Se logró una estabilidad excepcional a largo plazo, con una desintegración de la PCE insignificante después de las 1600 horas.
• GIWAXS confirmó una mayor estabilidad estructural en condiciones de funcionamiento.

Conclusiones:

• La capa de tapa ultrafina de PbS es una estrategia práctica y eficaz para estabilizar las PSC basadas en estaño.
• Este enfoque mejora significativamente el rendimiento y la vida útil operativa de las PSC.
• Los hallazgos allanan el camino para la aplicación viable de las PSC basadas en estaño en la energía fotovoltaica sostenible.