Un HTL de espinel procesado con sol-gel combinado con una capa intermedia de polímero anfifílico para módulos solares...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Las instalaciones fotovoltaicas
• Química inorgánica

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita (PSC) requieren materiales eficientes de transporte de agujeros (HTM) para un rendimiento óptimo.
• Los HTM inorgánicos ofrecen estabilidad, pero se enfrentan a desafíos con los defectos y la compatibilidad interfacial en los módulos solares de estaño-perovskita (TPSM).
• Los HTM existentes como PEDOT:PSS pueden sufrir migración iónica y estabilidad limitada.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo HTM inorgánico accesible para TPSM.
• Diseñar una capa de interfaz para corregir defectos y mejorar la compatibilidad entre el HTM y la perovskita.
• Mejorar la eficiencia de conversión de potencia (PCE) y la estabilidad de los TPSM.

Principales métodos:

• Fabricación de HTM inorgánico dopado con Cu2+ SnCo2 (Cu-SCO) mediante un método de sol-gel escalable.
• Diseño y síntesis de un copolímero anfifílico neutro donante-aceptor (PTSN) para la modificación de la superficie/interfaz.
• Integración de Cu-SCO HTL con la modificación de PTSN en TPSM invertidos y caracterización del rendimiento.

Principales resultados:

• Los TPSM que utilizan Cu-SCO HTL con modificación de la interfaz PTSN lograron un PCE más alto del 10,4%.
• El Cu-SCO HTL sin modificación PTSN obtuvo un 8,69% de PCE, mientras que el PEDOT:PSS convencional obtuvo un 7,99%.
• PTSN demostró una pasivación efectiva de los defectos, mejoró el transporte de los agujeros y facilitó la formación de una película uniforme de perovskita.

Conclusiones:

• La combinación de un HTM inorgánico procesado con sol-gel (Cu-SCO) y una interfaz de ingeniería molecular (PTSN) es una estrategia prometedora para TPSM de alta eficiencia.
• PTSN actúa como una capa multifuncional, mejorando la extracción de agujeros, pasivando defectos y mejorando la calidad de la película.
• Este enfoque permite el uso de HTL inorgánicos procesables en solución para dispositivos fotovoltaicos de perovskita estables y de gran superficie.