Ensamblaje ordenado inducido por plantilla 2D mediante interacciones diferenciales ligando-catión para fotovoltaicos...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales
• Energías renovables
• Fotovoltaica

Sus antecedentes:

• Las perovskitas de haluro de estaño (THP) están emergiendo como alternativas ecológicas a las células solares a base de plomo.
• La mejora de la calidad de la película de THP es crucial para dispositivos de alto rendimiento, a menudo lograda mediante la creación de plantillas de la fase 3D con componentes 2D.
• La cristalización simultánea de las fases 2D y 3D dificulta el crecimiento ordenado y el rendimiento del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método para la cristalización secuencial controlada de las fases 2D y 3D de THP.
• Mejorar la calidad y la estabilidad de las películas de perovskita de haluro de estaño para aplicaciones de células solares.
• Investigar el papel de las interacciones ligando-catión en la programación del ensamblaje de perovskitas.

Principales métodos:

• Introducción de un ligando derivado de fulereno para mediar distintas interacciones ligando-catión.
• Programación del ensamblaje y cristalización secuencial de las fases 2D y 3D de THP mediada por cationes en el sitio A.
• Fabricación y caracterización de células solares de THP utilizando la estrategia de ligando desarrollada.

Principales resultados:

• Se logró la cristalización secuencial con la fase 2D que sirvió de plantilla para el crecimiento epitaxial ordenado de la fase 3D.
• Se produjeron películas de THP altamente cristalinas y orientadas con una heterounión 2D/3D homogénea.
• Los dispositivos resultantes demostraron una eficiencia de conversión de potencia máxima del 16,6 %.
• Los dispositivos sin encapsular mostraron un aumento de nueve veces en la vida útil de T90 (882 h frente a 99 h) bajo estrés operativo.

Conclusiones:

• El ligando derivado de fulereno controla eficazmente la cristalización secuencial, lo que conduce a una morfología de película de THP superior.
• El método desarrollado mejora significativamente tanto la eficiencia como la estabilidad operativa de las células solares de perovskita de haluro de estaño.
• Este enfoque ofrece una vía prometedora para la comercialización de fotovoltaicos de THP estables y eficientes.