Avance de las células solares de perovskita de banda ancha de 1,84 eV mediante ingeniería molecular multidentada

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los Materiales
• Energías Renovables
• Fotovoltaica

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita (PSC) de banda ancha se enfrentan a desafíos con la segregación de fases de haluros, lo que provoca defectos y una reducción del rendimiento.
• Los dominios ricos en bromo precipitan durante la cristalización, lo que provoca una distribución desigual de haluros y limita la eficiencia y la estabilidad del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Introducir un aditivo multidentado, H3TATB, para mitigar la segregación de haluros en las PSC.
• Investigar el efecto de H3TATB en la cinética de cristalización de la perovskita y las propiedades de la película.
• Evaluar el rendimiento y la estabilidad de las PSC modificadas con H3TATB.

Principales métodos:

• Incorporación de 2,4,6-tris(4-carboxifenil)-1,3,5-triazina (H3TATB) en soluciones precursoras de perovskita.
• Análisis de la cinética de cristalización de la perovskita y la composición de la película.
• Caracterización de la cristalinidad de la película, la densidad de defectos y la función de trabajo.
• Fabricación y prueba de PSC de banda ancha y evaluación de su estabilidad operativa.

Principales resultados:

• La adición de H3TATB ralentizó la cristalización y se coordinó preferentemente con especies ricas en Br, regulando la distribución de haluros.
• Las películas modificadas con H3TATB mostraron una composición homogénea, una mayor cristalinidad y una menor densidad de defectos.
• Las PSC modificadas alcanzaron una eficiencia de conversión de potencia del 19,26% y retuvieron el 88,06% de la eficiencia después de 800 horas de pruebas de estabilidad.

Conclusiones:

• H3TATB suprime eficazmente la precipitación de fases ricas en Br y la segregación de haluros en PSC de banda ancha.
• El aditivo promueve el crecimiento uniforme de películas de perovskita, lo que conduce a una mejora de la eficiencia y la estabilidad.
• H3TATB ofrece una estrategia viable para el desarrollo de perovskitas de banda ancha estables y de alto rendimiento para células solares tándem.