In Situ Click Chemistry para monocapas autoensambladas mixtas ajustables con nivel de energía en células solares de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ingeniería Química Ingeniería Química.
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.

Sus antecedentes:

• La alineación de la energía interfacial es crucial para el rendimiento de la célula solar de perovskita invertida (PSC).
• El ajuste preciso de las estructuras electrónicas de monocapas autoensambladas (SAM) para una alineación ideal es un desafío.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva estrategia para la construcción de SAM mixtos con niveles de energía sintonizables.
• Para lograr una alineación de energía perfecta y mejorar las propiedades de interfaz en PSCs.

Principales métodos:

• Se empleó una estrategia de química de clic *in situ* en condiciones suaves.
• Los SAM mixtos se construyeron mediante la modulación de las relaciones de precursores, lo que permite el acoplamiento molecular simultáneo y la modulación del nivel de energía.
• Se utilizaron cálculos computacionales y caracterizaciones optoelectrónicas para analizar las propiedades interfaciales y el transporte de carga.

Principales resultados:

• La estrategia permitió una alineación de energía perfecta (ΔE ≈ 0.01 eV) y propiedades de interfaz mejoradas.
• La reducción de la localización de electrones en los SAM facilitó un mejor transporte de carga.
• Las interfaces mixtas SAM/perovskita demostraron una mayor extracción de agujeros y una recombinación no radiativa suprimida.

Conclusiones:

• La estrategia de química de clic desarrollada ofrece un método confiable para la afinación precisa del nivel de energía en SAMs mixtos.
• Este enfoque mejora significativamente el rendimiento del PSC, logrando una eficiencia de conversión de potencia (PCE) del 26,83%.
• La estrategia garantiza una excelente estabilidad operativa, manteniendo una eficiencia del 93% después de 2.000 horas, y muestra una amplia aplicabilidad en diferentes composiciones de perovskita.