Manipulación del estado de oxidación de NiO_x para el alto rendimiento y la estabilidad a la luz de los módulos...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• El óxido de níquel (NiO_x) es una capa clave de transporte de agujeros en las células solares de perovskita (PSC).
• El procesamiento de la solución de NiO_x puede conducir a la no estequiometría (Ni^{≥3 +}), mejorando la movilidad del agujero pero reduciendo la estabilidad del dispositivo debido a las reacciones redox interfaciales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar películas de NiO_x estables y eficientes para las PSC mediante el control preciso de las concentraciones de Ni^{≥3 +}.
• Aprovechar los beneficios de Ni3+ para mejorar el transporte de carga sin comprometer la estabilidad a largo plazo del dispositivo.

Principales métodos:

• Fabricación de películas de NiO_x de dos capas mediante pulverización con presión parcial controlada de oxígeno.
• Optimización de la relación entre las dos capas de NiO_x dentro de la estructura de dos capas.
• Caracterización de las películas resultantes y su rendimiento en módulos solares de perovskita.

Principales resultados:

• La pulverización permitió una regulación precisa de los niveles de Ni^{3 +} en las películas de NiO_x de dos capas.
• Las películas de doble capa optimizadas demostraron una mejor extracción de carga y propiedades de transporte.
• Un módulo de perovskita (área de apertura de 16,0 cm) logró una eficiencia de fotoconversión (PCE) del 16,5%.

Conclusiones:

• Las películas Bilayer NiO_x ofrecen una estrategia viable para mejorar el rendimiento y la estabilidad del PSC.
• La estructura optimizada mantuvo el 80% de la PCE inicial después de 1000 horas de iluminación continua de 1 sol, destacando la mejora de la longevidad del dispositivo.