Monocapas endurecidas y autoensambladas para células solares de perovskita duraderas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las monocapas autoensambladas selectivas de agujeros (SAM) son cruciales para las células solares de perovskita invertida (PSC) de alta eficiencia.
• La inestabilidad de los SAM convencionales limita el rendimiento operativo y la aplicación práctica de los PSC.
• La degradación de los SAM bajo estrés operativo conduce a la falla del dispositivo y a una reducción de la eficiencia de conversión de potencia (PCE).

Objetivo del estudio:

• Mejorar la estabilidad conformacional de los SAM selectivos de agujero frente a las tensiones externas.
• Para suprimir la formación de defectos y vacíos durante el autoensamblaje del SAM.
• Mejorar la estabilidad operativa a largo plazo y el PCE de las células solares de perovskita.

Principales métodos:

• Empleo de una estrategia de co-SAM de enlace cruzado utilizando SAMs que contienen azida.
• Activando térmicamente el SAM para formar un co-SAM enlazado y densamente ensamblado.
• Investigación de los mecanismos de degradación del SAM y su impacto en la estabilidad de la perovskita.

Principales resultados:

• Logró un PCE certificado del 26,92% para la célula solar de perovskita de mejor rendimiento.
• Se ha demostrado una excelente estabilidad térmica con una descomposición insignificante a 85°C durante 1.000 horas.
• Se conserva más del 98% de la PCE inicial después de 700 ciclos térmicos (-40°C a 85°C).

Conclusiones:

• Los co-SAM con enlaces cruzados mejoran significativamente la estabilidad y durabilidad de las células solares de perovskita.
• Este enfoque minimiza efectivamente la exposición de la superficie del sustrato y evita la descomposición de la perovskita.
• Proporciona una vía para diseñar interfaces enterradas robustas para celdas solares de perovskita altamente eficientes y duraderas en sustratos ásperos.