Desactivación del centro de recombinación interfacial para las células solares de perovskita térmicamente estables

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita (PSC) se enfrentan a desafíos de estabilidad térmica y pérdida de eficiencia debido a la recombinación interfacial.
• El Spiro-MeOTAD oxidado (Spiro-MeOTAD^•+) forma centros de recombinación en la interfaz de perovskita, reduciendo el voltaje de circuito abierto (V_OC) y la eficiencia de conversión de potencia (PCE) bajo estrés térmico.

Objetivo del estudio:

• Investigar y desactivar el centro de recombinación en la interfaz de perovskita y Spiro-MeOTAD.
• Para mejorar la estabilidad térmica y la eficiencia de conversión de energía (PCE) de las células solares de perovskita (PSC).

Principales métodos:

• Inserción de 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) entre la película de perovskita y la capa transportadora del agujero Spiro-MeOTAD (HTL).
• Investigación de las interacciones químicas de APTES: cabeza alkoxi coordinando con perovskita, cola amino reaccionando con Spiro-MeOTAD.
• Prueba de estabilidad térmica a 85 °C durante 1000 h siguiendo el protocolo ISOS-D2I.

Principales resultados:

• APTES suprimió efectivamente la reactividad química, desactivando el centro de recombinación y modulando la oxidación HTL.
• Se logró un aumento significativo de V_OC de 1,032 V a 1,19 V y una PCE certificada del 25,6%.
• El método de desactivación conservó el 82% de la PCE inicial después de 1000 h de tensión térmica a 85 °C.

Conclusiones:

• La desactivación del centro de recombinación mediante la inserción de APTES es una estrategia viable para PSC altamente eficientes y térmicamente estables.
• La molécula funcional APTES mitiga con éxito las vías de degradación interfacial, mejorando la longevidad y el rendimiento del dispositivo.