SAMs de guanidina modificada con sinergia electrostática-coordinación para células solares de perovskita de alta...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Energía Renovable
• Fotovoltaica

Sus antecedentes:

• Las células solares invertidas de perovskita (PSC) de banda prohibida ancha muestran una gran promesa para la estabilidad y las aplicaciones tándem.
• Los desafíos incluyen la inhomogeneidad de la monocapa autoensamblada (SAM) y la pobre pasivación de los defectos de interfaz.

Objetivo del estudio:

• Mejorar la estabilidad y eficiencia de las PSC invertidas de banda prohibida ancha.
• Abordar la inhomogeneidad de SAM y los problemas de defectos de interfaz utilizando un aditivo novedoso.

Principales métodos:

• Incorporación de clorhidrato de polihexametilenguanidina (PHMG) como aditivo a las SAM de ácido 4-(7H-dibenzo[c,g]carbazol-7-il) fosfónico (4PADCB).
• Investigación de los efectos sinérgicos de coordinación electrostática entre PHMG, 4PADCB y perovskita.
• Fabricación y caracterización de PSC optimizadas y células solares tándem perovskita/silicio.

Principales resultados:

• Las PSC optimizadas con banda prohibida de 1,68 eV lograron una eficiencia de conversión de potencia (PCE) récord del 23,62%.
• Los dispositivos demostraron una excelente estabilidad, reteniendo más del 95% de la eficiencia después de 1300 horas de envejecimiento a 85 °C.
• Las PSC integradas lograron PCE récord del 32,49% (tándem laminado) y 32,25% (tándem monolítico de 1 cm²).

Conclusiones:

• El aditivo PHMG suprime eficazmente la agregación de SAM y reduce los defectos interfaciales en las PSC.
• Los efectos sinérgicos mejoran la cristalización de la perovskita, reducen las densidades de defectos y mejoran la alineación de los niveles de energía.
• Este enfoque avanza significativamente el rendimiento y la estabilidad de las PSC y las células solares tándem.